רשת חכמה, רשת חכמה, רשת חכמה

רשת חכמה היא רשת חשמל חכמה בה קיים חיבור בין כל המשתתפים בשוק האנרגיה, שמטרתו מתן שירותי אנרגיה, הפחתת עלויות והגברת היעילות וכן שילוב מקורות אנרגיה מבוזרים לרבות מקורות אנרגיה מתחדשים.

מדובר ברשתות חשמל ותקשורת המאפשרות ויסות בזמן אמת של ייצור וצריכת החשמל, הן מקומית והן גלובלית. העיקרון שלהם הוא תקשורת דו-כיוונית אינטראקטיבית בין מקורות ייצור והתקנים או צרכנים לגבי האפשרויות הנוכחיות של ייצור וצריכת אנרגיה.

הגדרה נוספת: רשתות חכמות הן מערכות חשמל המשתמשות בטכנולוגיות מידע ובקרה, עיבוד נתונים מבוזר וחיישנים ובקרה קשורים כדי לשלב את ההתנהגות והפעולות של צרכנים ובעלי עניין אחרים וכדי לספק אספקת חשמל בת קיימא, חסכונית ומהימנה ביעילות... .

ככל שגדל חלקם של מקורות האנרגיה המתחדשים ברשת החשמל, כך עולה הביקוש, במיוחד לרשתות מתח נמוך. רשתות מתח נמוך כבר אינן מבצעות רק את משימת קליטת וחלוקת החשמל מרשתות החלוקה, אלא מבצעות יותר ויותר את משימת הזנת החשמל המופק המבוזר בחזרה לרשתות החלוקה.

הפלישה של מקורות אנרגיה מתחדשים בנוף האנרגיה שינתה משמעותית את זרימת האנרגיה ברשת: כעת הצרכנים לא רק צורכים, אלא גם מייצרים חשמל דרך אותה רשת. לכן, זרימת האנרגיה היא כעת דו כיוונית.

הרשת החכמה שולחת חשמל מספקים לצרכנים תוך שימוש בטכנולוגיה דיגיטלית דו-כיוונית לניהול הביקוש של הצרכנים. זה עוזר לחסוך באנרגיה, להפחית עלויות, לשפר את השימושיות והשקיפות.

עם זאת, מומחי פרטיות ואבטחה מזהירים מפני פוטנציאל המעקב והפגיעות של טכנולוגיה זו, שעלולה להיות מנוצלת גם על ידי גנבים. בנוסף, סנכרון הלקוחות עם המחיר עלול לערער את היציבות ברשת.

השימוש באנרגיה סולארית פוטו-וולטאית באזור הנקי מבחינה אקולוגית Solarsiedlung, בוובאן (פרייבורג, גרמניה).

מאפיינים של רשתות חכמות:

• אוטומציה מלאה. הוא כולל מערכת ניטור ובקרה דיגיטלית, חיישנים מובנים המנטרים את התנהגות הרשת וכשל אוטומטי. מבטיח זמינות של מידע בזמן אמת על עומס רשת, איכות חשמל, הפסקות וכו'.
• שילוב לקוחות מלא. מהותו היא לספק לצרכנים מונים דיגיטליים זרימת מידע דו כיוונית בזמן אמת, המאפשרת ליצור תעריפי מחירים בהתאם למצב הקיים ברשת (מה שנקרא "מוני חשמל חכמים"). זה מאפשר ללקוחות לנהל ביעילות את הצריכה, כגון חימום מים, כביסה או טעינת סוללות.
• התאמה לדרכים שונות של ייצור חשמל. הפיתוח של רשתות חכמות מתחיל בעיקר בתקופה שבה מתחילים להתחבר למערכת החלוקה מקורות חשמל קטנים יותר, שקשה לחזות את התנהגותם, למשל תחנות כוח סולאריות ורוח, מיקרו-טורבינות גז וטכנולוגיות נוספות לייצור חשמל מבוזרות המאפשרות למשתמשים. לייצר חשמל ממשאביהם ולמכור את העודפים לרשת. קשה מאוד לחזות את עוצמת אור השמש או הרוח בכל מקום שבו נמצאים המקורות המבוזרים הללו. מכיוון שרשתות חכמות שולחות באופן קבוע מידע על צריכת החשמל, ניתן לווסת את הספק, למשל בתחנות כוח המשתמשות בדלקים רגילים.

רשתות חשמל קונבנציונליות בדרך כלל כבר משתמשות בטכנולוגיית מידע ובקרה במידה מסוימת. ברשת החכמה, הטכנולוגיות הללו מפותחות יותר.

השינוי העיקרי ברמת משתמש הקצה הוא התקנת מונים חכמים. המשימות העיקריות שלהם הן קריאת נתונים מרחוק והיכולת לחייב מחירים המשתנים עם הזמן.

מד חשמל חכם

מונים חכמים הם מדי חשמל המתעדים את צריכת החשמל במרווחים של שעה או פחות ומשדרים מידע זה לפחות פעם ביום לחברת האנרגיה לצורכי ניטור ובקרה.

מונים חכמים מספקים תקשורת דו כיוונית בין המונה למערכת המרכזית.

העברת הנתונים בין הרכיבים הבודדים של הרשת נעשית באמצעות מודם טלפוני, חיבורי GSM, ADSL או שיטות אחרות. זה מאפשר פיתוח תעריפים מובחנים יותר ולכן תמריצי מחיר נוחים יותר לצרכנים המקומיים (שוק אינטליגנטי).

בניגוד למערכות ניטור אנרגיה ביתיות, מונים חכמים יכולים לאסוף נתונים לקריאה מרחוק.

המשתמש יכול לממש יתרונות כלכליים מבלי לוותר על הנוחות, רק אם יש גם מכשירים שפועלים אוטומטית, רצוי בתעריפים נמוכים. מדובר בתהליכים שאינם קריטיים לזמן, כמו טעינת רכבים חשמליים, הפעלת משאבות חום, הקפאה, חימום (דודי חשמל) או שטיפת כלים.

לדוגמה, עבור משתמש החשמל, טכנולוגיה זו מבטיחה שהרכב החשמלי נטען בדיוק כאשר יש גישה טובה לאנרגיה מתחדשת זולה. בדרך זו, ניתן להשתמש באנרגיית הרוח בצורה טובה יותר בשעות שבהן נושבות רוחות חזקות.

דוגמה נוספת היא מערכות בקרה המסייעות אוטומטית לתעשיות לסגור תהליכי ייצור בעדיפות נמוכה כאשר מחירי החשמל גבוהים באופן זמני.

עם מחממי אחסון לילה ותעריפי לילה קבועים, זה יושם כבר לפני עשרות שנים, אבל מערכות מודרניות יכולות לפעול בצורה גמישה וחכמה יותר, וזה חשוב במיוחד עבור הכללת מקורות אנרגיה מתחדשים.

אבטחת IT

אחת הבעיות העיקריות של רשתות חכמות היא התקפות סייבר. הרעיון, הרעיון והטופולוגיה של רשתות חכמות מבוססים על פתרונות IT הנושאים איום מסוים. רשתות חכמות תלויות במחשבים רבים, רשתות מחשבים, תוכנות וטכנולוגיות תקשורת לצורך תפעולן ובקרה יעילה.

התערבות בלתי מורשית בתשתית ה-IT של פושע הסייבר הזה עלולה לגרום להפסדים עצומים, במישרין ובעקיפין, עקב היעדר כוח לנמענים ספציפיים.

המורכבות של הרשת פירושה שיש פערים שטרם זוהו. לכן, קשה להעריך את הסיכון הקשור להתקפה פוטנציאלית בשל גודלה, המורכבות והאופי הדינמי של מערכת הכוח, כמו גם חוסר החיזוי של התוקפים הפוטנציאליים.