Последние два-три года ознаменовались ростом интереса к системам интеллектуального электропитания и технологиям интеллектуальных энергосетей (Smart Grids). Smart Grids рассматриваются как ключевой фактор в деле удовлетворения растущего спроса на качественные энергоресурсы и обеспечения энергоэффективности.
Первым шагом в этом направлении считается интеграция интеллектуального измерительного оборудования (Smart Meters). Развертывание подобных систем в Европе уже началось; согласно нормам Европейского Союза, к 2020 г. интеллектуальные счетчики должны обслуживать 80% энергопотребления в Европе. В частности, Швеция и Италия уже полностью перешли на эту технологию в 2010 г., а Финляндия, Норвегия и Дания, как ожидается, достигнут поставленных целей к 2016 г.
Frost & Sullivan выделяет пять наиболее динамично развивающихся секторов европейского рынка технологий интеллектуальных энергосетей, которыми являются: передовые измерительные инфраструктуры (AMI), интеграция распределенного производства электроэнергии, датчики, современные технологии передачи энергии на расстояние и электромобили.
Передовые измерительные инфраструктуры
Согласно данным Frost & Sullivan среднегодовой темп роста европейского рынка AMI составит 26,9% в период с 2011 по 2016 г г. В 2011 г. объем европейского рынка AMI ровнялся 1,1 млрд долл. США, тогда как к 2016 году этот показатель может достичь 3,7 млрд долл. США. Инфраструктура AMI включает в себя интеллектуальные датчики, инфраструктуру передачи данных (MCI) и системы управления данными (MDM). Масштабная государственная поддержка обеспечила развитие и внедрение интеллектуального измерительного оборудования в Европе, хотя из-за отсутствия единого подхода в разных странах это процесс идет по разному. Опасения, связанные с кражей информации, замедлили распространение интеллектуального измерительного оборудования в Нидерландах, и в настоящее время подобная ситуация наблюдается в Германии.
Администрирование и анализ данных, собираемых датчиками, является одним из перспективных направлений развития систем управления измерительными инфраструктурами и воспринимается как следующий этап после установки. Сбор и анализ данных поможет получить достоверную информацию о спросе и статистике энергопотребления, что повлияет на формирование клиентоориентированных программ.
Реализуемые в некоторых странах инициативы по сбору данных с 15-минутными интервалами привели к тому, что сбор и хранение такого огромного массива информации стало исключительно сложной задачей.
Следующая, ничуть не менее острая проблема — обработка и анализ подобного массива информации. В настоящее время большинство компаний, работающих на рынке MDM, занимаются только продажей программного обеспечения коммунальным службам и не предоставляют услуг по администрированию и анализу собранных данных. Однако в будущем такое положение дел, по всей видимости, изменится, поскольку коммунальные службы будут больше заниматься своей основной деятельностью, а все прочие задачи будут отдавать на аутсорсинг. Хотя некоторые коммунальные службы не спешат прибегать к аутсорсингу из-за опасений, связанных с информационной безопасностью.
Интеграция распределенного производства электроэнергии и систем автоматизации распределения
За последние несколько лет распределенному производству электроэнергии стало уделяться значительно больше внимания, поскольку подобные технологии помогают сократить выбросы CO2, повысить эффективность и безопасность энергосистем. Производство электроэнергии на местах может обеспечить почти 30% сокращение расходов на передачу и распределение электричества при удобстве и безопасности поставок.
Тем не менее, существует немало препятствий на пути распространения таких систем. Например, неясно, кто должен нести расходы по подключению, а кто будет получать выгоду; отсутствует четкая модель тарификации. Ряд проблем связан со слабой инфраструктурой энергосетей и техническими вопросами, такими как управление напряжением, поддержание непрерывности электроснабжения в случае сбоев, управление частотой переменного тока и измерение качества электроснабжения.
Датчики
Датчики являются важным компонентом инфраструктуры Smart Grid. Интеллектуальная энергосеть должна адаптироваться к изменениям и автоматически устранять неполадки. В обоих случаях необходимы соответствующие датчики. Датчики устанавливаются на различных участках энергосети, в том числе на линиях электропередач, распределительных устройствах. В энергосетях Smart Grid датчики служат для повышения КПД, отслеживания работы сетей, балансировки нагрузки и управления двусторонним потоком распределения мощности.
Специфические требования энергосетей Smart Grid предполагают использования целого ряда интеллектуальных датчиков, таких как анализаторы растворенного природного газа, двухфазные датчики, датчики напряжения, датчики распределения нагрузки в электросетях, а также датчики динамической оценки состояния линии электропередач, позволяющие увеличить передаваемый поток. В интеллектуальных электросетях применяется свыше 27 типов датчиков, наиболее распространенными из которых являются интеллектуальные счетчики электроэнергии (с беспроводной передачей данных), далее следуют датчики состояния линий электропередач, а также датчики уровня сигнала беспроводных подключений.
Современные технологии передачи энергии
Развитие возобновляемой энергетики и распределенного производства электроэнергии привело к росту спроса на современные технологии передачи электроэнергии, такие как ограничители тока повреждения, фазорегулирующие трансформаторы, линии электропередачи высокого напряжения на постоянном токе (HVDC) и гибкие системы электропередачи переменного тока (FACTS). Согласно прогнозам, среднегодовой темп роста европейского рынка HVDC составит около 12% в период с 2010 по 2015 гг. Объем рынка FACTS в Европе незначителен. Наибольшие перспективы для развития систем HVDC и FACTS в Германии, Скандинавских странах, а также в Испании и Великобритании потому, что в данных странах наиболее активно развивается возобновляемая энергетика и интеллектуальные энергосети.
В течение последних двух лет в Европе было объявлено о старте несколько новых проектов HVDC, особенно в Германии. Однако реализация текущих проектов задерживается, поскольку получение всех необходимых разрешений (как и утверждение проектов) идет достаточно медленно. Кроме того, производители задержали поставку трансформаторных станций и кабелей. Несмотря на все это правительство Германии стремится увеличить долю возобновляемой электроэнергии в энергосистеме страны, доказательством этому служит решение о закрытии АЭС. Согласно прогнозам присутствие HVDC в энергосистеме Германии и других европейских стран будет только расти.
Электромобили
Концепция интеллектуальных энергосетей применима и к электромобилям. Развитие инфраструктуры зарядных станций и совершенствование электромобилей будет способствовать более быстрому росту данного сегмента рынка.
Хотя в этом сегменте присутствует ряд сложностей — распространение электромобилей за последний год существенно замедлилось, многие американские производители литийионных аккумуляторов обанкротились и прекратили работу, поскольку количество фактически проданных электромобилей оказалось намного ниже прогнозируемого. Основной причиной ограниченного распространения электромобилей является их высокая стоимость, что становится особенно острой проблемой в условиях глобального экономического спада. Высокая стоимость электромобилей обусловлена, главным образом, высокой стоимостью аккумуляторов. Кроме того, производителям аккумуляторов и электромобилей пока не удалось создать такой литиевый аккумулятор, который обладал бы достаточной безопасностью и емкостью при умеренной стоимости.
Малавика ТОХАНИ,
руководитель направления исследований
в области энергетики,
Frost & Sullivan
Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», № 1 (49), 2013
