Polskie spółki energetyczne wydadzą miliardy złotych na inwestycje w Odnawialne Źródła Energii oraz nowe technologie gromadzenia danych, np. inteligentne liczniki. Pojawia się pytanie o to, która technologia może usprawnić przesył danych? TETRA czy LTE? Przede wszystkim warto zwrócić uwagę na to, czy dostawca posiada certyfikację NATO-wską i unijną – pisze Bartłomiej Sawicki, redaktor BiznesAlert.pl.
OZE na salonach energetyki polskiej
Zapowiedzi i aktualizacje strategii spółek energetycznych w Polsce zakładają dynamiczny wzrost liczby instalacji Odnawialnych Źródeł Energii oraz ich mocy zainstalowanej. Nie są one jednak źródłami dyspozycyjnymi i sterowalnymi. Zmienne warunki pogodowe rodzą wyzwania. Eksperci debatują o tym, czy poza centralną Krajową Dyspozycją Mocy, powinny powstać lokalne, regionalne jednostki tego typu. Wedle zwolenników takich lokalnych centrów, mają one pozwolić na bieżąco bilansować popyt z wytwarzaniem energii przez dużą liczbę niesterowalnych, zmiennych i rozproszonych źródeł. Pojawia się jednak pytanie o koordynacje systemu z centralą ulokowaną w siedzibie Polskich Sieci Elektroenergetycznych w Warszawie. Jak miałaby ona działać? To pytanie pozostaje otwarte. W procesie zarządzania produkcją energii elektrycznej jest jednak niezbędny szybki dostęp do informacji o pracy danej jednostki wytwórczej. Ta informacja staje się tym bardziej krytyczna, z im bardziej nieprzewidywalnymi źródłami produkcji ma do czynienia dyspozytor. Dochodzą do tego analizy warunków pogodowych i prognozowanie pracy systemów bilansujących mające powstać w coraz większej liczbie moce gazowe. Powstaje zatem istotna ilość danych do przesłania.
PGE Systemy spodziewa się decyzji w sprawie LTE450 w najbliższych tygodniach
Nowy system komunikacji a niestabilność OZE
Prognozowanie zapotrzebowania na moc komplikuje także rozproszony charakter OZE. Są to mikroźródła, które wykorzystują prosumenci, ale i większe jak farmy wiatrowe czy lokalne spółdzielnie w formie klastrów energii. Mikroinstalacje wymagają rozmieszczenia infrastruktury pomiarowej AMI. Jej elementem są inteligentne liczniki pomiary energii instalowane w różnych miejscach w budynku. Mikroinstalacje to jeden z najbardziej wrażliwych elementów sieci dystrybucyjnej. To, co dla klienta może oznaczać niższe rachunki za energię dzięki domowej fotowoltaice, dla operatora sieci dystrybucyjnej oznacza wyzwanie przy prognozowaniu zapotrzebowania na energię elektryczną. W obliczu rosnących liczby paneli fotowoltaicznych przepływ informacji urasta do problemu wagi kluczowej. Zgodnie z danymi Polskich Sieci Elektroenergetycznych do 1 marca 2020 roku łączna moc zainstalowana mikroinstalacji wynosiła 1596,5 MW. To wzrost o 183,2 procent rok do roku. Operatorzy sieci dystrybucyjnych muszą przygotować się na szczyty zapotrzebowania. Wracają oni uwagę na brak przepływu informacji i o mocy zainstalowanej fotowoltaiki.
PGE Systemy przekonują, że odpowiedni system komunikacji jest niezbędny przy niestabilnej pogodzie i rozproszonych źródłach odnawialnych. Nieprzewidywalność zapotrzebowania i produkcji energii zagraża sieci dystrybucyjnej. Bilansowanie lokalnych źródeł energii może oprzeć się także na klastrach energii, dzięki różnym formom produkcji energii. Wyzwaniem staje się obsługa teleinformatyczna energetyki rozproszonej dająca możliwość interakcji różnych OZE i aktywnych odbiorców. Do zarządzania popytem i podażą potrzebne jest stałe monitorowanie i analizowanie produkcji wszystkich małych źródeł odnawialnych. To zadanie wykracza poza rozliczenia energii z prosumentem przez inteligentne liczniki. System teleinformatycznego sterowania może także wpłynąć na efektywność ekonomiczną biogazowni, które obecnie zaliczane są do najdroższych OZE w przeliczeniu na dostarczoną energię. Decyzje o przeznaczeniu biogazu dzięki skomunikowaniu mogą być podejmowane stosownie do bieżącej sytuacji. Byłoby to możliwe dzięki inteligentnemu systemowi pomiaru produkcji energii. Warto pamiętać o konieczności kompensowania energii niedostarczonej dużych OZE dużymi źródłami sterowalnymi, jak elektrownie wodne czy biogazownie lub przez system DSR. System szybkiej komunikacji i wsparcie systemów automatyki przemysłowej może wesprzeć bilansowanie mocy w systemie. Przykładem są farmy wiatrowe. Dane zbierane z rozmieszczonych na instalacji wiatraka czujników być może w już w niedalekiej przyszłości pozwolą na przewidywanie różnego rodzaju usterek – przekonują PGE Systemy.
LTE na platformach wiertniczych i farmach wiatrowych
Postulatorzy nowoczesnego systemu komunikacji proponują rozszerzenie systemu inteligentnej komunikacji na morskie farmy wiatrowe. Ich zdaniem użycie komunikacji radiowej obniżyłoby koszty związane z posadowieniem kosztownych kabli na dnie morza. Taki system oparty na LTE działa już w Norwegii i jest wykorzystywany na tamtejszych morskich platformach wiertniczych. Zaczyna być także wdrażany w morskiej energetyce wiatrowej. To jednak zupełnie nowy system, który w przypadku Polski wymagałby najpierw oparcia się na konwencjonalnych systemach łączności, a z czasem opanowania nowych. Inicjatorem takiego procesu powinny być jednak zagraniczne koncerny, które są już lub będą partnerem polskich spółek energetycznych przy budowie morskich farm wiatrowych. Taki system działa na morskiej farmie wiatrowej Hornsea u wybrzeży Wielkiej Brytanii. System komunikacji dostarczyła tam firma Tampnet z siedzibą w Norwegii. Tampnet, z siedzibą w Stavanger, jest operatorem telekomunikacyjnym w Norwegii, który zapewnia usługę łączności szerokopasmowej także dla przemysłu sektora upstream ropy i gazu na norweskim obszarze Morza Północnego, w tym gigantów naftowych, takich jak Shell, BP, ExxonMobil i Statoil. Łączący prawie 68 procent platform wiertniczych w rejonie Morza Północnego. Na stronach chińskiego Huawei można przeczytać, że ten chiński dostawca jest jedną z firm, która spełnia wymagania usług Tampnet, oferując rozwiązania do komunikacji bezprzewodowej LTE na morzu, które są wykorzystywane na norweskich platformach wiertniczych. Nie jest to jedyny dostawca tej norweskiej firmy. Jest nią także szwedzki Ericsson w przypadku platform wiertniczych.
W tym kontekście warto zwrócić uwagę, że Polska Grupa Energetyczna chce produkować pierwszą energię elektryczną z morskich farm wiatrowych już w 2025 roku. Tymczasem w styczniu tego roku PGE Systemy, spółka z grupy PGE, podpisała umowy na sprzedaż instalacji do testów przedwdrożeniowych sieci LTE – MC w paśmie 450MHz.
Gullgren: 5G stwarza wielkie możliwości dla naszych państw i firm (ROZMOWA)
Wybór technologii
Pojawia się więc pytanie o wybór technologii LTE dla energetyki polskiej. W szerokopasmowej sieci transmisji danych można zastosować techniki AR/VR, czyli rzeczywistości rozszerzonej i wirtualnej. Pozwala ona na wyświetlenie schematu połączeń, bieżącego poziomu napięć, czy przebiegu sieci gazowej wraz z informacją o średnicy czy odległością do najbliższej stacji zaporowo-upustowej. Firmy telekomunikacyjne oferujące już technologię LTE optują jednak właśnie za tym systemem. Technologia LTE, z funkcjonalnością LTE-MC (Mission Critical), działa także w sytuacji zaniku zasilania, spowodowanego np. awarią sieci. System LTE może pozwolić na implementacje w energetyce rozwiązań 5G. Miałaby ona umożliwić zmniejszenie czasu od odczytu danych do reakcji i zapewnią wraz z rosnącą złożonością systemu energetycznego bezpieczne przesyłanie jeszcze większej ilości danych.
Według PGE Systemy usługi teleinformatyczne, które będą potrzebne w sektorze energii to:
- usługi dyspozytorskie;
- obsługa energetycznych systemów SCADA;
- obsługa klastrów energii;
- obsługa OZE;
- obsługa magazynów energii;
- odczyt liczników zużycia energii,
- obsługa elektromobilności;
- komunikacja krytyczna w sytuacjach nadzwyczajnych.
- potrzeby teleinformatyczne energetyki dotyczą zaś:
- komunikacji głosowej/strumień wideo;
- szerokopasmowa transmisja danych;
- komunikacja sensorowa bez wymagań czasowych;
- komunikacja sensorowa bez wymagań czasowych (SCADA).
Bezpieczeństwo przede wszystkim
Na stole są dotychczasowe rozwiązania wąskopasmowe, jak TETRA, TETRAPOL, P25, a także szerokopasmowa sieć komunikacji kryzysowej – LTE MC (Mission Critical).PGE Systemy przekonują jednak, że TETRA ma ograniczone zdolności przesyłu danych. Natomiast sieci LTE są już wykorzystywane, ale bez zabezpieczeń, do infrastruktury krytycznej i sieci łączności kryzysowej, rozłącznych sieci loT, głosowej transmisji danych, szerokopasmowej sieci kryzysowej, świadczącej usługi zintegrowane. Doceniając rozbudowany katalog funkcjonalności systemu LTE, nie można zapominać o bezpieczeństwie teleinformatycznym. Chodzi o źródło dostaw technologii oraz operatora, który zarządzałby tym systemem. Z uwagi na rozbudowane możliwości tego systemu, tworzy on nowe zagrożenie cyberatakami i przejęciem kontroli nad zarządzaniem całym systemem energetycznym. Z tych względów warto zwrócić uwagę na to, czy dostawca posiada certyfikację NATO-wską i unijną.
