Как умнеют дома: от подорожания электроэнергии можно защититься

Расширение производства альтернативной электроэнергии вызывает потребность в новых, интеллектуальных решениях для электрических сетей, так как поступления ветровой и солнечной энергии сложно точно запланировать заранее. В то же время необходимо достичь поставленных целей по сокращению потребления первичной электроэнергии только за счет ее более эффективного использования. Меры по экономии легко поддаются оценке в крупномасштабных пилотных проектах. В сфере частного потребления, наоборот, все еще существуют препятствия для удобного и быстрого анализа энергопотребления с целью экономного обращения с домашней бытовой техникой, потребляющей электроэнергию.

Клиентские системы управления электроэнергией, которые разрабатывает Siemens, должны помочь более полно использовать потенциал энергоэффективности в собственных четырех стенах. "Самая лучшая техника это та, которая приносит пользу и не мешает", - говорит специалист по интеллектуальным сетям Майк Пихлер из Siemens. "В пути ни одного водителя не интересует, как работает система ABS, но она, тем не менее, позволяет сделать поездку более безопасной. То же касается и экономии энергии. Люди примут только те решения, которые принесут им реальную пользу. Поэтому мы разрабатываем дружественное для пользователя устройство Customer Energy Manager (CEM), которое не перегрузит его техническими сложностями", - говорит Пихлер.
В жизни CEM представляет собой небольшой блок, который монтируется в доме или квартире. На табло блока может отображаться такая информация, как сумма экономии в денежном эквиваленте, текущее энергопотребление или экологический след от выбросов CO2. Процессы, происходящие внутри, намного сложнее. СЕМ представляет собой связующее звено между домом и интеллектуальной энергосистемой. Устройство управляет поведением не только потребителей, но и производителей электроэнергии. Для того, чтобы это работало, производители электроэнергии и операторы сетей передают в систему актуальную информацию и прогнозы по ценам на электричество и нагрузкам сети. На основании этих данных CEM составляет для пользователя расписание, когда он может пользоваться домашними приборами по низким ценам, и осуществляет автоматическое управление их работой. Цель заключается в том, чтобы пользоваться электроэнергией, когда она является самой дешевой, а именно, когда ветер и солнце поставляют в сеть избыток энергии.

По словам Олега Храпатого, начальника отдела «Автоматизация управления» (EM EA) компании «Сименс Украина», в Украине пытаются применять в небольших количествах элемент подобной системы - интеллектуальные счетчики. Они программируются на несколько тарифов (например, дневной и ночной) и могут подключаться к удаленным устройствам сбора информации. «Основное препятствие на данный момент – стоимость интеллектуальных счетчиков. Используются дешевые отечественные или зарубежные устройства. Поскольку в энергетике ситуация с основным оборудованием, мягко говоря, плохая, распределительные компании не желают инвестировать в такие проекты из-за нехватки финансов», - резюмирует Олег Храпатый.

Компенсация пиков и дефицитов

CEM помогает поддерживать оптимальный режим работы сети и балансировать пиковые нагрузки и дефицит мощностей. Чтобы компенсировать суточные или погодные колебания в системе энергоснабжения, вызванные  наличием возобновляемых источников, поставщики энергии могут направить запрос потребителям с просьбой, сместить по времени свое потребление. CEM гибко реагирует на ситуацию и соответствующим образом подстраивает расписание потребления, если только не вмешается пользователь и не отклонит запрос. За проявленную гибкость энергопоставщики предоставляют вознаграждение. Когда сеть не перегружена у потребителя всегда есть возможность вмешаться и управлять работой приборов самостоятельно. Если сеть в критическом состоянии, то меры по поддержанию стабильности сети имеют приоритет.

Пользователи могут поэкспериментировать с цифровым регулятором потребления и проверить, как меняются их расходы в случае, если они выбирают комфорт или экономию. CEM контролирует и управляет работой подключенных компонентов в зависимости от того, чего необходимо добиться: комфорта (высокая гибкость управления и, например, возможность одновременного подключения многих компонентов, а также высокая максимальная мощность потребления в кВт) или экономии (ограниченная гибкость и низкая максимальная мощность). Возможен также выбор прогнозного режима "цены на сутки вперед", в этом случае пользователь всегда будет иметь актуальную информацию о том, как будут меняться цены, и соответствующим образом планировать свое потребление.

Насколько выгодны на самом деле дополнительные затраты на такую технологию? "Фактический срок окупаемости зависит от изменения цен на электроэнергию, - признает Пихлер. - В целом инвестиции в техническое оборудование из-за небольших капитальных затрат окупаются значительно быстрее, чем, например, в строительные мероприятия". Дополнительные финансовые бонусы всего здания за предоставленную гибкость на рынке электроэнергии могут сократить срок окупаемости.
Расчеты Ассоциации немецких машиностроителей (VDMA) показывают, что потенциал экономии у автоматизированных зданий весьма многообещающий. Например, соответствующее техническое  переоснащение зданий, прежде всего, в оптовой и розничной торговле позволяет сэкономить до 40% тепловой и до 9% электрической энергии. В многоквартирных домах эти цифры составляют 19% и 8% соответственно.

Успех на старте

Актуальным остается вопрос, хотят ли люди жить с таким количеством технологий? Компоненты системы CEM уже прошли успешные испытания в пилотных проектах. В проекте "Smart Grid – тестовая интеллектуальная электросеть региона Кёстендорф" был опробован прототип энергетического агента здания (Building Energy Agent) от Siemens. Он заботится о том, чтобы большая часть производимой зданием фотоэлектрической энергии была потреблена в самом здании. Для владельца здания это сокращение расходов, так как энергия от собственной фотоэлектрической установки намного дешевле, чем энергия, которая поступает из сети. В "Розовом будущем", первом оптимизированном для приложений интеллектуальной сети, кондоминиуме Австрии, жители 35 квартир могут контролировать свое энергопотребление через веб-приложение и смещать его на более дешевые ценовые периоды.
"Отзывы клиентов очень позитивные", - резюмирует Пихлер результаты отдельных случаев использования систем. Большой проблемой остается разработка концепций, которые подходят для различных зданий и которые просто конфигурировать. Необходимо, чтобы решения, уже разработанные для домов на одну семью, можно было с очень небольшими затратами переносить на другие типы зданий. Конкретная доработка CEM пройдет в рамках научно-исследовательского проекта в области энергетики в венском районе "Озерный город Асперн".

Благодарим за предоставленные материалы ДП «Сименс Украина».