В последнее десятилетие во всем мире наблюдается бурный рост количества распределенных энергоресурсов (РЭР), интегрированных в электрическую сеть. В ближайшей перспективе, эта тенденция, будет усиливаться.
Только в США, по данным Национальной лаборатории по возобновляемым источникам энергии и Ассоциации солнечной энергетики (SEIA), ежегодное число солнечных установок для жилых домов выросло с 45 652 в 2010 году до 314 000 в 2018 году.
Прогнозируемое количество солнечных батарей для жилых домов в США вырастет с 2,4 ГВт в 2018 году до 4 ГВт к 2024 году.
И, аналогично, рынок фотоэлектрических установок для неамериканского населения вырастет с 27,3 ГВт в 2018 году до 56 ГВт в 2023 году.
Между тем, у электромобилей (EV), также есть сильный потенциал для роста производства.
BloombergNEF прогнозирует, что мировой рынок электромобилей вырастет с 2 млн. до 10 млн., а американский сегмент увеличится с 345 тыс. до 1,3 млн.
Аккумулирование энергии в жилых помещениях будет следовать аналогичной тенденции как важное дополнение к распределенным солнечным и электроэнергетическим источникам энергии.
Давление на коммунальные службы.
РЭР предлагают многочисленные преимущества для заинтересованных сторон, включая снижение расходов на электроэнергию и заправку автомобилей для домашних хозяйств; управление нагрузкой и дополнительные услуги (частотное регулирование напряжение / VAR) для коммунальных предприятий с более быстрым временем отклика; а также снижение выбросов углерода.
ЦЭР так же оказывают чрезвычайное давление на коммунальные предприятия, поскольку они изо всех сил пытаются управлять чрезвычайно сложной энергосистемой, которая исторически генерировала электроэнергию на центральных станциях и передавала электроэнергию в центры нагрузки.
Для успешного управления современными системами требуется доступ к новым источникам данных, их обработка и понимание, а также эффективное принятие мер на их основе.
Однако большинство коммунальных предприятий не имеют ни информации, ни средств управления, необходимых для управления новой распределенной сетью.
Последняя информация о том, что коммунальные предприятия не могут воспользоваться данными расширенной инфраструктуры учета (AMI) для повышения качества обслуживания потребителей и надежности сети, иллюстрирует проблемы, с которыми сталкиваются коммунальные предприятия.
Если раньше утилиты концентрировались на понимании нагрузок подстанций и управлении ими, то теперь рост РЭР требует от утилит понимания нагрузок на границах сети и преобразование этой информации в действенные автоматизированные ответы.
Большинство экспертов сходятся во мнении, что возможность управления нагрузками на границе сети может радикально повысить надежность сети и снизить затраты за счет реагирования на спрос, виртуальных электростанций и снижения потребности в наращивании инфраструктуры распределительной системы.
Аналогичным образом, регулирующие органы видят потенциальные преимущества и требуют от коммунальных предприятий адаптации к этой новой парадигме инфраструктуры.
Война за газон.
В результате потребности в доступе к новым данным, их анализа и управления, разворачивается состязание между коммунальными службами и частным сектором, который начинает сбор данных и создает возможности для их обработки.
С одной стороны, коммунальные предприятия считают, что они в лучшем положении для управления сеткой, так как они владеют данными и контролируют их напрямую, без посредников.
С другой стороны, новички сети - Tesla, Vivant, SunRun и многие другие стартап проекты с поддержкой технологий хотят собирать данные и управлять ими непосредственно напрямую, используя преимущества собственной платформы, и предоставлять их коммунальным предприятиям за оплату.
В результате быстро появляются новые технологические решения для сбора и управления данными.
Решения, ориентированные на коммунальные услуги, включают в себя такие устройства, как интеллектуальные счетчики, которые снижают стоимость солнечных, накопительных и электромонтажных установок для домовладельцев, одновременно предоставляют контроль коммунальным предприятиям за состоянием потока электроэнергии в каждом доме.
Коммунальные службы предпочитают такие подходы, они более склонны вкладывать деньги в инфраструктуру и получать прямой контроль над данными, не полагаясь на клиента или третью сторону в отношении потенциально небезопасного и ненадежного подключения к данным , что особенно важно в связи с ростом кибератак .
Решения Upstart включают те, которые используют подключение к Интернету в домашних условиях в сочетании с аппаратными устройствами для предоставления дезагрегированной информации о нагрузке и позволяют домовладельцам принимать более обоснованные решения об использовании энергии в течение суток.
Эта часть решений включает в себя более интеллектуальные системы управления аккумуляторными батареями, системы «Islanding Inverter», интеллектуальные автоматические выключатели и новые интеграционные устройства, которые легко связывают критические (или выбираемые пользователем) нагрузки в режиме реального времени.
Таким образом, это позволяет домовладельцам более эффективно использовать свои средства хранения во время отключений или периодов пика цен.
Наконец, крупные компании AMI - Itron, Landis + Gyr, Aclara и Siemens - не стоят на месте.
Следующее поколение AMI, скорее всего, будет включать в себя широкий спектр функциональных возможностей для коммунальных служб и домовладельцев, чтобы лучше понимать и управлять всеми вариантами энергоснабжения и структурами потребления.
Стратегические правила.
Доступ к данным РЭР и возможности управления нагрузкой на РЭР являются стратегическим императивом для коммунальных служб в будущем, которые более ориентированы на РЭР.
Соединение счетчика с РЭР является областью, инноваций, где конкуренты соревнуются за превосходство аппаратного и программного обеспечения.
Многие из решений включают в себя самые современные темы - данные для принятия решений с использованием искусственного интеллекта и машинного обучения, удобное программное обеспечение для контроля дезагрегированных нагрузок в домашних условиях, а также интерактивные коммуникационные функции, потенциально обеспечивающие более регулярную связь между коммунальными службами и их клиентами.
Учитывая разнообразные предпочтения и требования коммунальных служб, а также разные точки зрения государственных регуляторов, вряд ли в ближайшее время определится «победитель в битве за газон».
Но некоторые подходы, а именно те, которые учитывают коммунальные службы относительно риска, контроля и ценообразования на рынке, имеют больше шансов на успех, чем другие. И эти подходы, скорее всего, принесут значительные преимущества для потребителей, а также ускорят принятие более «чистых» энергетических решений.