Jako infrastrukturę sieci domowej (ISD) rozumie się urządzenia domowe wpięte we wspólną sieć zapewniającą wymianę informacji pomiędzy tymi urządzeniami celem inteligentnego zarządzania nimi.
W skład ISD mogą wchodzić routery, switche, urządzenia typu „smart” czyli przede wszystkim pompy ciepła, instalacje fotowoltaiczne oraz sprzęt AGD jak: telewizory, lodówki, pralki czy też kuchenki. Z punktu widzenia domownika, takie rozwiązania podnoszą jakość i komfort życia, poprzez np. odpowiednie sterowanie żaluzjami, temperaturą otoczenia, a nawet zautomatyzowane domawianie brakującej żywności w naszych lodówkach. W tym wypadku cała komunikacja realizowana jest wewnątrz sieci domowej za pomocą indywidualnej sieci internetowej LAN (Local Area Network). Na ISD zatem można spojrzeć z punktu pojedynczego gospodarstwa domowego i czerpanych z tego tytułu korzyści.
Istnieje jednak drugie podejście do ISD o dużo szerszym znaczeniu. W szczególności jeżeli mowa o inteligentnym wykorzystaniu energii elektrycznej w całym systemie elektroenergetycznym. Przy tym podejściu warto zaznaczyć obopólną korzyść, tj. pojedynczego gospodarstwa inwestującego w zarządzanie urządzeniami smart i wykorzystującego produkcję energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii (OZE), ale też całego systemu elektroenergetycznego. Punktem pozyskiwania informacji o zużyciu energii przez odbiorcę w tym przypadku jest licznik zdalnego odczytu posiadający port ISD. Na ten port licznik energii elektrycznej wystawia dane pomiarowe w trybie online zawierające informacje o niewykorzystanej energii elektrycznej z OZE oraz zużyciu energii pochodzącej z sieci dystrybucyjnej. System odbiorcy zarządzający urządzeniami typu „smart” na podstawie danych pozyskanych z licznika energii elektrycznej i urządzeń zainstalowanych w domu, może podejmować decyzję o efektywnym jej wykorzystaniu. Możemy wyobrazić sobie sytuację, że smart dom wyposażony jest w urządzenia takie jak instalacja fotowoltaiczna, magazyn energii, pompa ciepła oraz urządzenia smart AGD. System zarządzający infrastrukturą domową na podstawie zebranych danych (o produkcji energii z inwertera, przekazywaniu jej do sieci z licznika) może podejmować decyzję o podwyższeniu lub obniżeniu temperatury w domu, naładowaniu lub rozładowywaniu magazynu energii lub samochodu elektrycznego. Dzięki takiemu podejściu obniżają się koszty wykorzystywania energii elektrycznej dla odbiorcy. A co z systemem elektroenergetycznym? Gdzie tu jest korzyść?
Dzięki temu, że odbiorca zużywa energię ze źródeł OZE w momencie jej nadprodukcji, umożliwia tym samym produkowanie innym odbiorcom – czyli uniknie się tzw. odstawiania inwerterów. Ogranicza się też straty na przesyle energii i zmniejsza koszty ponoszone przez spółki dystrybucyjne na inwestycje pozwalające na generację energii przez źródła rozproszone.
Na mocy Dyrektywy 2009/72/WE dotyczącej wspólnych zasad rynku wewnętrznego energii elektrycznej przewiduje się, że państwa członkowskie Unii Europejskiej lub organy regulacyjne, w celu promowania efektywności energetycznej, zalecą przedsiębiorstwom energetycznym umożliwienie świadczenia usług zarządzania energią. Efektem jest wprowadzenie przez spółki dystrybucyjne (OSD) w licznikach energii elektrycznej portu ISD pozwalającego na optymalizację wykorzystywania energii przez odbiorcę.
Na podstawie Rozporządzenia Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 22 marca 2022 r. w sprawie systemu pomiarowego każdy licznik energii elektrycznej zdalnego odczytu musi posiadać port ISD. W załączniku nr 1 do rozporządzenia pkt. 7.3.2 znajduje się opis tego wymagania: „Licznik zdalnego odczytu wyposaża się w co najmniej następujące interfejsy komunikacyjne do komunikacji lokalnej: Wireless M-Bus zgodny z najlepszą praktyką i aktualnym poziomem wiedzy technicznej opisanym w szczególności w odpowiednich Polskich Normach lub normach wydawanych przez krajowe lub międzynarodowe organizacje, w tym w normie PN-EN 13757-4, działający na częstotliwości 868 MHz, służący do komunikacji z infrastrukturą sieci domowej.” Komunikacja na tym interfejsie odbywa się w czasie zbliżonym do rzeczywistego. W uzasadnionych przypadkach operator systemu dystrybucyjnego elektroenergetycznego może zastosować inny równoważny rodzaj interfejsu komunikacyjnego.
Wszyscy Operatorzy systemów Dystrybucyjnych planują i wdrażają liczniki umożliwiające taką komunikację. W jednym przypadku jest to port USB, do którego można podpiąć dowolne, kompatybilne urządzenie, posiadające komunikację bezprzewodową (Wireless M-Bus, WIFI, inne) lub komunikację przewodową, o ile zachodzi taka potrzeba. W innym przypadku jest to bezpośrednie zastosowanie komunikacji Wireless M-Bus 868 MHz. Zarówno jedno, jak i drugie rozwiązanie daje możliwość pozyskiwania danych z licznika i zarządzania nimi.
Obecnie wszystkie OSD zainstalowały łącznie 1 538 875 szt. liczników spełniających wymogi powyższego Rozporządzenia. W Polsce możemy zaobserwować jeszcze niszę, która polega na braku firm prowadzących usługi zarządzaniem energią u odbiorców z taryf G.
Potencjał jest jednak spory, ponieważ od 2017 r. cały czas widzimy przyrost mikroinstalacji.
Na dzień 1 stycznia 2023 r. łączna liczba mikroinstalacji wyniosła 1 210 299 szt. o mocy 9,254 GW.
Rys.1 Liczba mikroinstalacji przyłączonych przez OSD 2021/2023.
Źródło: http://www.ptpiree.pl/energetyka-w-polsce/energetyka-w-liczbach/mikroinstalacje-w-polsce
Weźmy teraz pod uwagę urządzenia typu smart, takie jak pompy ciepła. W 2022 r. w stosunku do 2021 r. sprzedaż pomp ciepła w Polsce wzrosła o 120%.
Rys.2 Liczba sprzedanych pomp ciepła w latach2010-2022 r..
Ogromny wzrost zakupu pomp ciepła widoczny jest w całej Europie. W Niemczech odnotowano 53% wzrost sprzedaży, w Norwegii 25% wzrost, w Szwajcarii pomimo bardzo dojrzałego rynku pomp ciepła w tym kraju, w 2022 r. odnotowano 23% wzrost. Z kolei w Belgii, podobnie jak to się stało w Polsce, rynek pomp ciepła w 2022 r. uległ podwojeniu. Przy zestawieniu tych danych ze wzrostem liczby sprzedanych mikroinstalacji fotowoltaicznych energii elektrycznej, widać duży potencjał do inteligentnego zarządzania energią u odbiorców drobnych, jakimi są gospodarstwa domowe.
Obserwując rozwijający się rynek urządzeń inteligentnych mających dostęp do Internetu, ciągły przyrost mikroinstalacji OZE oraz chociażby zmiany dotyczące samochodów elektrycznych, celowe staje się inteligentne zarządzanie energią elektryczną.
Źródła:
- Ustawa – Prawo energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997 r. z nowelizacjami
- Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 22 marca 2022 r. w sprawie systemu pomiarowego (Dz.U. 2022 poz. 788)
- Raport technologiczny ISD w ramach Inteligentnych Sieci/HAN within Smart Grids (http://kigeit.org.pl/FTP/PRCIP/Literatura/022_Raport_2012_ATK_Technologiczny.pdf )
- http://www.ptpiree.pl/energetyka-w-polsce/energetyka-w-liczbach/mikroinstalacje-w-polsce
- https://rynek-ciepla.cire.pl/artykuly/serwis-informacyjny-cire-24/imponujacy-wzrost-rynku-pomp-ciepla-w-polsce