Jedną z zalet Smart Grid jest zwiększenie efektywności energetycznej. W osiągnięciu tego celu ma pomóc bardzo popularna ostatnio koncepcja Internetu Rzeczy (Internet of Things). Podłączone do sieci pralka, lodówka czy telewizor, dzięki zdalnemu zarządzaniu, będą zużywać mniej prądu. Skorzystać mają również zarządzający sieciami energetycznymi, ponieważ otrzymają, np. narzędzia ułatwiające radzenie sobie w okresach szczytowego zużycia energii.

Aby ta wizja mogła się spełnić, urządzenia muszą dysponować jakimś kanałem komunikacji. Rozwiązaniem ma być standard ZigBee IP stworzony dla bezprzewodowej komunikacji w sieciach typu mesh. Jest to pierwszy standard opracowany na bazie protokołu IPv6, który umożliwi różnym sprzętom bezprzewodową komunikację. Najnowsza wersja protokołu IP oferuje niewyobrażalnie dużą przestrzeń adresową (2 do potęgi 128), idealnie nadaje się więc do zbudowania Internetu Rzeczy i komunikacji typu Machine-to-Machine (M2M).

Zobacz również:

• Energetyczna transformacja w Energa-Operator S.A.
• AI zmienia światowe aglomeracje

ZigBee IP, działający w warstwie sieci, został zaprojektowany z myślą o działaniu w urządzeniach dysponujących niewielkim zasilaniem (również bateryjnym). Spełnia on wymagania działającego w warstwie aplikacji standardu Smart Energy Profile 2.0 (SEP), który jest rozwinięciem ZigBee Smart Energy. SEP umożliwia wykorzystanie potencjału, jaki daje skalowalna, wszechobecna sieć składająca się z energooszczędnych urządzeń. Z wykorzystaniem protokołu można myśleć o podłączeniu i automatyzacji dowolnego urządzenia elektronicznego, także tych wyposażonych w baterie. Przykładowo, smartfon podłączony do sieci Wi-Fi może mieć połączenie z inteligentnym licznikiem komunikującym się przy pomocy ZigBee IP oraz SEP 2. W takiej komunikacji pośredniczy router obsługujący ZigBee IP.

Dzięki ZigBee IP oraz SEP 2 można błyskawicznie podłączać urządzenia do Internetu, który będzie stawał się w ten sposób Internetem Rzeczy. Taka sieć umożliwia zbieranie znacznie więcej danych, niż tylko o zużyciu energii oraz informacji o użytkownikach i wzorcach ich zachowania. To stwarza ogromne możliwości w zakresie zbierania danych o budynkach i stosowania systemów zarządzania nimi. Analiza danych prowadzi do bardziej efektywnego wykorzystania energii w budynkach. Wiąże się to z zastosowaniem analityki Big Data. Jednocześnie stwarza możliwość zdecentralizowanej kontroli dla takich obiektów, jak mieszkania, budynki, panele słoneczne czy pojazdy elektryczne, które wymagają bardziej elastycznej i autonomicznej kontroli.

Automatyzacja

ZigBee IP i SEP 2 otwierają też drogę w kierunku automatyzacji w domach i budynkach. Przykładowo, termostat podłączony do sieci może przekazywać zbierane dane, mieć połączenie z systemem Smart Grid, a także, dzięki połączeniu ze smartfonem, otrzymywać informacje dotyczące przyzwyczajeń domowników. Ponieważ ogrzewanie i chłodzenie to procesy zużywające znacznie ilości energii, lepsza kontrola nad nimi to istotny czynnik napędzający wykorzystanie systemów Smart Grid do zastosowań w domach. Informacje, które docierają do termostatu, nie muszą pochodzić z inteligentnego licznika. Przykładowo, cennik energii może być dostarczany z chmury właśnie za pośrednictwem protokołu ZigBee IP bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń sieciowych. ZigBee IP może nawet posłużyć do komunikacji między pojazdami a czujnikami wbudowanymi w jezdnię czy parking. Zebrane dane mogą posłużyć do budowania wzorców zachowania.

ZigBee IP i SEP 2 mogą być stosowane w urządzeniach, które pracują przez długi czas na bateriach, jak liczniki wody czy gazowe, które przez lata działają bez wymiany baterii. ZigBee IP sprawia, że takie urządzenie może przechodzić w stan uśpienia, co ogranicza zużycie baterii. Jednocześnie taki węzeł może zostać wybudzony, komunikować się z innymi urządzeniami ZigBee, a następnie powrócić do stanu uśpienia.

Warto też wspomnieć, że poszczególne urządzenia z protokołem ZigBee mogą służyć również jako pośrednicy w komunikacji, co pozwala na przesyłanie danych pomiędzy urządzeniami pracującymi w budynkach oraz tymi na zewnątrz, wliczając w to liczniki energii.

Potęga informacji

Firmy energetyczne będę zbierać duże ilości informacji jeszcze w dwóch obszarach: z inteligentnych liczników oraz z automatycznej infrastruktury pomiarowej (Automated Metering Infrastructure). W ostatnich latach zrealizowano kilka dużych projektów AMI, czy to w formie wbudowanych systemów IT czy też w modelu SaaS. Jednakże przejście od testowych wdrożeń do szerokiego upowszechnienia się analityki Big Data w branży energetycznej to długi proces. Niektóre z firm działających w tej branży nawet nie zaczęły zbierać danych z infrastruktury pomiarowej. Jednocześnie zrealizowane wdrożenie AMI, choć dostarczają sporych ilości danych, nie mogą się równać z zalewem danych, który trafia do firm energetycznych z innych systemów. Analityka danych pochodzących z sieci Smart Grid tak naprawdę dopiero zaczyna być integrowana z innymi obszarami firm energetycznych.

Zbieranie danych z liczników i domowych urządzeń otwiera przed firmami energetycznymi szereg nowych możliwości. Dane z inteligentnych liczników ułatwiają segmentację klientów na podstawie ich przyzwyczajeń czy też pozwalają ocenić, jaki wpływ na zużycie energii mają zmiany cen. To z kolei może, m.in. ułatwić zarządzanie siecią. Zróżnicowanie taryf w ciągu doby może zachęcić oszczędnych klientów do korzystania z urządzeń elektrycznych poza godzinami szczytu. Z kolei analiza danych z urządzeń domowych daje, np. możliwość wykrycia kradzieży prądu (obchodzenia liczników). Na tym nie koniec. Ogrom danych zbieranych z sieci Smart Grid umożliwia transformację sieci i znaczne zwiększenie efektywności produkcji elektryczności.