Az okos városok irányt mutatnak az energiahatékony működésben

2020. december 1. kedd, 12:44

Twitter megosztás
Cikk nyomtatása
Világszerte egyre többen élnek és költöznek a városokba. Az urbanizáció gyors ütemben növekszik: ma már több mint 4 milliárd ember él városi területeken, és ez a szám várhatóan 2050-re eléri a 6,7 milliárdot is, ami a népesség 68%-át fogja kitenni.

Ha összehasonlítjuk a városokat a vidéki területekkel, a városi lét fogalma összekapcsolódik az oktatás, az egészségügy és a szociális szolgáltatások magasabb színvonalával, valamint a kulturális és a politikai életben való aktívabb részvétellel. Ugyanakkor az urbanizáció óriási kihívásokat is hoz magával a társadalmi-gazdasági fejlődés és a környezetvédelem szempontjából. Ez a jelenség különösen Afrikára és Ázsiára jellemző, ahol az urbanizáció a leggyorsabb.

Városiasodás = nagyobb energiafogyasztás

A városok növekedésükkel egyre több energiát igényelnek az ipari és kereskedelmi tevékenységeikhez, a közlekedéshez, az infrastruktúrához, a vízelosztáshoz és az élelmiszertermeléshez. A városok a primer energia 70-80% -át fogyasztják, és az üvegházhatású gázok kibocsátásának 50-70% -áért felelősek.

Ha nem tesznek semmit a helyzet javítására, akkor a városok energiafelhasználása 2050-re több mint háromszorosára nő, ami hatalmas ökológiai lábnyomot hagy bolygónkon.

Az okos városok okos megoldásokat kínálnak

Az energiafogyasztás szignifikáns csökkentése fontos feladat. A megoldást az okos város fejlesztések által megjelenő, energiatakarékos technológiák bevezetése jelentheti. Az okos városok, az IoT (Internet of Things) szenzorok és egyéb új technológiák alkalmazásával, értékes adatokat gyűjtenek be a városi infrastruktúra különböző elemeiről, például: utakról, hidakról, közlekedésről, vízfogyasztásról, energiafelhasználásról, épületekről és sok egyéb másról is. Az összegyűjtött adatokat prediktív és egyéb big data elemzésével lehetőség nyílik arra, hogy a szolgáltatók, városvezetők és a lakosok egyaránt átgondoltabb döntéseket hozzanak.

Az okos városok számos megoldást kínálnak az energiaforrások felhasználásának optimalizálására. Itt van néhány közülük.

Smart Grid

A smart grid összefoglalva a digitális technológia nyújtotta lehetőségek integrálása a hagyományos elektromos hálózatokba. Ez lehetővé teszi a kétirányú kommunikációt a fogyasztók és az szolgáltatók között. Többek között lehetővé válik, hogy a fogyasztók alkalmazásokon keresztül nyomon kövessék fogyasztásukat. Az energiacégek kommunikálhatnak az ügyfelekkel, például az elektronikus eszközök működtetésének optimális idejéről, vagy arról, mikor van elegendő energia a hálózatban vagy mikor a legalacsonyabb az energia ára.

A smart grid olyan szenzorokkal rendelkezik, amelyek összegyűjtik és továbbítják az energiaellátásról szóló adatokat, és felhasználják azokat a hatékonyság növelése, a környezeti hatások minimalizálása és az általános költségek csökkentése érdekében.

A smart grid előnyei többek között:

Megbízhatóság
A smart grid csökkenti az áramkimaradások mennyiségét és időtartamát, a fokozott hálózati megfigyelés miatt. Sőt, automatikusan átirányíthatja az energiát, ami az áramkimaradás után gyorsabb villamosenergia-helyreállítást jelent. Ez különösen fontos természeti katasztrófa esetén, amikor a világítás, a fűtés és a kommunikáció mielőbbi helyreállítása létfontosságú.

Megtakarítás
A smart grid csökkenti az energiaszolgáltatók számára a villamos energia előállításával és elosztásával kapcsolatos költségeket. Emellett a fogyasztók számára is lehetőséget kínál az áramfogyasztás optimalizálására és a számlák összegének csökkentésére.

Energiaellátás biztonsága
Az időjárástól függő megújuló energiaforrások potenciális „veszélyt” jelenthetnek a hagyományos villamosenergia-hálózatokra. A smart grid megkönnyíti az olyan -üvegházhatású gázokat nem kibocsátó- megújuló energiaforrások integrálását a hagyományos elosztó hálózatokba, mint a szél vagy a napenergia.

Fejlett mérési infrastruktúra (AMI)

Bár a fejlett mérési infrastruktúra (Advanced metering infrastructure=AMI) és a smart metering szorosan kapcsolódik a smart grid-hez, ezek mégsem azonos kifejezések. A smart grid az energiaellátás javításának, a fogyasztásnak és így a kapcsolódó környezeti hatások csökkentésére létrehozott intelligens infrastruktúrát jelenti, míg az AMI egy szűkebb fogalom, amely olyan okos otthon megoldásokat, eszközöket jelent, amelyek valós idejű adatokat szolgáltatnak az energiafogyasztásról, mind az energiaszolgáltatók, mind az energiafogyasztók számára. Az AMI hozzájárul a felhasználók tudatosabban energiafogyasztásához.

A smart metering, a pontos, folyamatos mérésnek köszönhetően lehetővé teszi a DSO-k számára, hogy az adott régióban pontosan a keresletnek megfelelő mennyiségű energiát szállítsanak. A fenti megoldások használata jelentős megtakarítást eredményez a fogyasztás terén, növeli az ügyfélelégedettséget, ellátás biztonságot, bővíti a tudatos fogyasztók körét és nem utolsó sorban jelentősen csökkentheti a környezeti terhelést. Mindez remélhetőleg arra ösztönzi majd az országokat, hogy kezdjék meg az intelligens mérők telepítését. Az Egyesült Királyságban már bejelentették, hogy 2020-ban országosan elkezdjék bevezetni az AMI-t.

Hatékony közvilágítás

A hatékony közvilágítás még egy olyan terület, amely megvalósítja az okos városokban az energiafogyasztás csökkentését. A megoldás a LED-alapú utcai lámpák alkalmazása, intelligens vezérléssel és mozgásérzékelőkkel kiegészítve, amelyek -többek között- automatikusan végeznek be- és kikapcsolást.

Az intelligens utcai lámpák különböző kommunikációs hálózatokon (LoRa. NBIoT. PLC stb.) keresztül csatlakoznak a központi vezérlő rendszerekhez, hogy az adatokat importálják a felügyeleti szerverre. Ez lehetővé teszi az utcai lámpák ellenőrzését és szabályozását, ideértve az alábbiakat:

  • A megvilágítás szintjének változtatása, például a megvilágítás növelése balesetek esetén vagy rossz időjárási viszonyok esetén.
  • Távfelügyelet, amelynek célja a fényforrásokkal kapcsolatos problémák felderítése és szervizriasztás küldése.
  • Pontosabb villamosenergia-fogyasztásmérés minden utcai lámpánál, így a városok csak a tényleg elhasznált áramért fizetnek.

Az intelligens közvilágítás bevezetése azonban messze túlmutat a LED lámpák használatán, a világítás minőségének javításán. Az intelligens közvilágítási hálózatba szenzorok százai, ezrei kerülnek integrálásra (levegőminőség, zaj, környezeti adatok stb.), létrehozva egy olyan infrastruktúrát (smart city enabler), amely a városok adatéhségét csillapítani tudja, számtalan fejlesztési és szolgáltatási lehetőséget rejt még magában.

Az okos energetikai megoldások bevezetésének kihívásai

Tekintettel arra, hogy az okos város képes megoldani az energiafogyasztási kérdéseket, óhatatlanul felmerül egy kérdés: miért nem használják még többen? Az okos energetikai megoldások kiépítésének három fő buktatója van: biztonsági kérdések, a szabályozás hiánya és a fogyasztói tudatosság.

Biztonsági kérdések
Mint mindennél, az IoT-technológiánál is komoly gondot jelent a biztonság. Az intelligens hálózat meghackelése áramkimaradásokat okozhat, és ez milliókba kerülhet az egyének és a vállalkozások számára is. Ráadásul az okos mérők által gyűjtött adatok személyes információkat is tartalmaznak a fogyasztók energiafelhasználási szokásairól és életmódjáról, amelyeknek a kiszivárgása sérti a magánélethez való jogukat.

A szabályozás hiánya

Megfelelő jogszabályi keretek nélkül lehetetlen biztosítani az energiahatékony rendszerek együttműködését és biztonságát (elég, ha az energiaközösségek elszámolási kérdését szemügyre vesszük).

Fogyasztói tudatosság

A tudatos, informált fogyasztók hiánya kedvez az összeesküvés elméletek megszületésének. Például sokan gondolják úgy, hogy az okos otthon megoldások egészségügyi problémákat okozhatnak az elektromágneses sugárzás miatt. Bár ezt nem erősíti meg semmilyen kutatás, egyes országokban egyre nagyobb teret hódít az okos mérők elleni mozgalom. A különböző figyelemfelkeltő programok segíthetnek tájékoztatni az embereket az okos energetikai megoldások előnyeiről és hatásairól.

Összefoglalva

Az IoT alapú okos város projektek, beleértve a smart grid, smart metering, okos közvilágítás stb. megoldásokat, nagy lépést tesznek az energiafelhasználás csökkentésének irányába. Ezen felül kijelölhetik az utat az alacsonyabb energia árak, csökkenő kibocsátás, valamint az élhetőbb környezet eléréhez is. Az energiaszektor szereplői -kis lépésekben ugyan, de- már megkezdték az okos megoldások bevezetését. Mindezek mellett a települési szinten megvalósuló okos energetikai fejlesztések számtalan kihívást tartogatnak még akár az üzleti modellek, akár a szabályozás, akár az edukáció terén.

 

Forrás: https://www.itproportal.com/features/paving-the-way-for-lower-energy-consumption-in-smart-cities/

Sandra Khvoynitskaya cikke nyomán fordította Bartal Alexandra