Riadenie spotreby

Čo je demand response?

Demand response je prax, pri ktorej sa spotreba elektriny posúva alebo znižuje v reakcii na cenu alebo signál zo siete. Namiesto toho, aby sa sieť prispôsobovala tomu, čo domácnosť odoberie v danom okamihu, sa náročné spotrebiče naplánujú na chod vtedy, keď je elektrina lacná, dostatočná alebo keď je sieť najmenej zaťažená. Pojem pochádza z energetických trhov a riadenia siete, no pre dom má jednoduchý význam: tepelné čerpadlo, zásobník teplej vody alebo nabíjačka elektromobilu sa presunie do iného časového úseku a obyvatelia to sotva zaregistrujú.

Myšlienka nie je nová. Zmenilo sa to, kto signál vysiela, ako často sa mení a koľko zariadení na něj dokáže reagovať. Demand response zahŕňa všetko od žiadosti distribútora, aby veľkí odberatelia v chladnom večeri znížili odber, až po domáce systémy, ktoré sledujú hodinové ceny. Pri navrhovaní rodinných domov je dôležitý práve druhý prípad, pretože samotná budova sa začína správať ako flexibilné aktívum.

Ako demand response funguje v praxi?

Každá schéma má tri časti: signál, flexibilnú záťaž a pravidlo, ktoré určuje, kedy sa záťaž smie presunúť. Signálom môže byť cena, časové okno, riadiaci povel na diaľkové ovládanie (ripple control) od prevádzkovateľa distribučnej siete alebo požiadavka agregátora. Regulátor pred každým presunom záťaže skontroluje komfortné limity a ochranu zariadenia. Na prvom mieste je komfort. Tepelné čerpadlo, ktoré je hodinu odstavené, nesmie nechať dom klesnúť pod nastavenú teplotu a zásobník teplej vody musí stále mať dosť tepla na večernú sprchu.

Presun je možný vďaka akumulácii. Dobre zateplený dom si po vypnutí vykurovania udrží teplotu určitý čas a zásobník vody uchováva energiu vo forme ohriatej vody. Regulátor môže zariadenia spúšťať v čase lacnej alebo nízkej spotreby a v drahých obdobiach ich nechať dobehnúť. Najbežnejším príkladom je akumulačný zásobník teplej vody, pretože má veľkú tepelnú kapacitu, je lacný na doplnenie a jednoducho sa riadi.

Kde sa demand response na Slovensku začalo?

Slovenské domácnosti praktizujú jednoduchú formu demand response už desaťročia. Hromadné diaľkové ovládanie (HDO) je systém diaľkového ovládania, ktorý cez distribučnú sieť posiela signál prepínajúci elektromer medzi štandardným a nízkym tarifom. Distribútori ho využívali najmä pri akumulačných kachliach a elektrických bojleroch, ktoré boli naplánované na ohrev počas hodín nízkeho tarifu, zvyčajne v noci. Rozhodnutie, kedy kachle pôjdu, nebolo na obyvateľovi. Rozhodla sieť a domácnosť platila nižšiu sadzbu za tieto hodiny.

HDO už kombinovalo diaľkový signál, flexibilnú záťaž a tarifnú výhodu. Chýbala mu však granularita a možnosť voľby: spínač bol buď zapnutý, alebo vypnutý a časové okná boli vopred pevne dané. Moderné schémy zachovávajú tento princíp, ale pridávajú jemnejšie signály a lepšie meranie.

Ktoré záťaže sú v slovenskom dome flexibilné?

Nie každú záťaž je možné presunúť. Osvetlenie, varenie a väčšina spotrebičov potrebuje elektrinu vtedy, keď sa používajú. Presunúť sa dajú záťaže, ktorých služba sa môže poskytnúť v inom čase: vykurovanie s tepelnou akumuláciou, ohrev teplej vody a nabíjanie batérií. V dome postavenom podľa súčasných predpisov zvyčajne rozhodujú tri záťaže.

Záťaž	Flexibilita	Ako sa presúva	Obmedzenie
Tepelné čerpadlo na vykurovanie	Stredná, závisí od tepelnej hmotnosti budovy	Pred špičkou ceny beží intenzívnejšie a počas nej odpočíva	Vnútorná teplota musí zostať v komfortnom pásme
Zásobník teplej vody	Vysoká	Ohrieva sa pred očakávaným odberom	Musí zostať dostatok teplej vody pre špičkový odber
Nabíjačka elektromobilu	Vysoká	Pozastavuje alebo naplánuje nabíjanie	Auto musí do odchodu dosiahnuť požadovanú úroveň nabitia
Akumulačné kachle (pôvodné HDO)	Nízka až stredná	Beží v pevných oknách, ktoré určuje distribútor	Obyvateľ má na časovanie malý vplyv

Ako sa dynamické tarify líšia od HDO?

Dynamická tarifa mení cenu elektriny počas dňa, často v krátkych intervaloch, a túto kolísavosť prenáša na zákazníka. HDO prepína medzi dvoma pevnými stavmi. Dynamická zmluva potrebuje meter, ktorý zaznamenáva spotrebu v krátkych intervaloch, a preto je inteligentný elektromer kľúčovým zariadením. Bez intervalových dát dodávateľ nemôže fakturovať podľa času odberu a regulátor nemá podklad na plánovanie.

Európske pravidlá na trhu s elektrinou viedli dodávateľov k tomu, aby tam, kde to trh umožňuje, ponúkali zmluvy s dynamickou cenou. Ponuky sa však medzi dodávateľmi líšia a v čase sa menia. Na Slovensku si preto pred predpokladom, že takáto ponuka je dostupná, overte aktuálne podmienky u dodávateľa.

Vlastnosť	HDO	Dynamická tarifa
Signál	Riadiaci povel na diaľkové ovládanie od distribútora	Zverejnená cena alebo sadzba viazaná na trh
Prepínanie	Dva pevné stavy	Priebežné, často hodinové alebo kratšie
Meranie	Elektromer s prijímačom diaľkového ovládania	Inteligentný elektromer s intervalovými dátami
Kto rozhoduje	Distribútor, v pevných oknách	Regulátor domácnosti, v rámci svojich pravidiel
Typické záťaže	Akumulačné kachle a bojlery	Tepelné čerpadlá, zásobníky, nabíjačky a batérie

Ako sa demand response líši od domácej batérie?

Oba prístupy menia, kedy dom odoberá elektrinu zo siete, a preto sa často spomínajú spolu. Rozdiel je v tom, čo energiu ukladá. Demand response ju ukladá do budovy alebo jej zariadení: teplo v konštrukcii, teplú vodu v zásobníku, náboj v aute. Domáca batéria ukladá samotnú elektrinu. Je flexibilnejšia, ale jej inštalácia stojí viac a pri každom nabíjacom a vybíjacom cykle sa časť energie stratí. Demand response využíva akumuláciu, ktorá už existuje, a batéria k tomu pridáva druhú možnosť.

Aké sú časté omyly o demand response?

Prvým omylom je, že demand response odoberá kontrolu domácnosti. V dobre navrhnutom systéme obyvatelia nastavujú komfortné limity a prioritu každej záťaže a regulátor pracuje v ich rámci. Druhý omyl tvrdí, že to má význam iba pre veľkých odberateľov. Pre dom je relevantným odberom zvyčajne vykurovanie, ktoré môže byť v zime najväčším spotrebiteľom, takže jeho plánovanie má význam aj v malom meradle.

Tretím omylom je, že dynamická tarifa vždy znižuje účet. Tak sa stane len vtedy, keď sa flexibilná záťaž presunie do lacnejších hodín a cenový rozdiel je dostatočne veľký. Domácnosť s dobre zatepleným domom a malou flexibilnou záťažou môže mať z toho len malý prínos. Štvrtým omylom je, že samotný inteligentný elektromer vytvára úspory. Dodáva dáta, ale úspory vznikajú až vtedy, keď regulátor podľa nich koná.

Čo obmedzuje demand response v dome?

Najdôležitejšie sú tri obmedzenia. Prvým je komfort. Tepelná zotrvačnosť existuje, ale je konečná, a agresívny plán vedie k studeným izbám alebo vlažnej sprche. Druhým je zariadenie. Tepelné čerpadlá majú minimálne doby chodu a ochrany kompresora a časté spínanie skracuje ich životnosť, preto ho dobrý regulátor obmedzuje. Tretím je komunikácia. Regulátor potrebuje spoľahlivý signál, meter, ktorý dáta odovzdáva, a rozhranie, ktorému tepelné čerpadlo rozumie. Niektoré tepelné čerpadlá podporujú rozhranie SG Ready, ktoré energetickému manažérovi umožňuje voliť medzi prevádzkovými režimami. Iné potrebujú dodatočnú bránu, preto si pred tým, než návrh s flexibilitou počíta, overte možnosti s montážnou firmou.