V tomto článku Dr. Virgil Cazacu, vedúci oddelenia digitálnej transformácie v spoločnosti BayWa r. e. renewable energy GmbH, skúma, ako digitalizácia podporuje rast výroby energie z obnoviteľných zdrojov a vytvára lepší priemysel vďaka inováciám, ktoré zahŕňajú skladovanie energie v batériách, nové modely rozvodných sietí a účinnejšie služby a systémy. Tieto inovácie zvyšujú prevádzkovú účinnosť elektrární využívajúcich obnoviteľné zdroje energie prostredníctvom väčšej automatizácie, bezproblémovej integrácie a efektivity procesov.
Orientácia na zákazníka ako motor zmien
V začiatkoch využívania obnoviteľných zdrojov energie boli zákazníci spokojní s porovnateľnými základnými službami súvisiacimi s prevádzkou svojich elektrární a bolo postačujúce zaujať k vznikajúcim problémom reaktívny prístup. Digitalizácia v súčasnosti rozvíja údržbu a riadenie prevádzok nad rámec „bežných“ požiadaviek na prevádzkovanie závodu a teraz vedie klientov k tomu, aby požadovali prediktívnejší a dokonca aj normatívnejší prístup.
To vyžaduje, aby poskytovatelia služieb súvisiacich s prevádzkou a údržbou predvídali a identifikovali problémy týkajúce sa projektov využívania obnoviteľných zdrojov energie skôr, ako k nim dôjde, často pomocou automatických detekčných systémov a normatívnych procesov. Takéto očakávania poháňané dodatočnými finančnými štandardmi sa realizujú iba vďaka pokroku v digitálnej technológii, ktorý zrýchlil zber a spracovanie údajov a ich následnú interpretáciu – čo zákazníkom poskytuje väčšiu transparentnosť ich investícií a poskytovateľov služieb stavia do úlohy garantov optimálneho využitia výkonu aktív súvisiacich s výrobou energie z obnoviteľných zdrojov.
Väčší ako súčet jeho častí
Tento vývoj, ktorý prináša digitálne služby na všetkých podnikových úrovniach, sa zvyčajne označuje ako digitálna transformácia, ktorá sa často používa aj na opis jednej superstar technológie, ako je blockchain alebo automatická vzdušná kontrola pomocou termografie. Digitálna transformácia je podľa názoru V. Cazacu viac ako len toto a netýka sa jednej zásadnej prelomovej technológie alebo iniciatívy. Jej sila je skôr v kombinácii viacerých obchodných procesov a techník riadenia zmien a technológií, ktoré ich podporujú a ktoré vytvárajú príležitosti a výhody počas celého energetického hodnotového reťazca.
Digitalizácia je spôsob uplatňovania technológie pri projektoch v oblasti využívania obnoviteľných energií s cieľom dosiahnuť prístup viac zameraný na zákazníka. Trh s obnoviteľnými zdrojmi energie sa neustále vyvíja spolu s potrebami zákazníkov a digitalizácia nám dáva možnosť zlepšovať, prispôsobovať sa a posúvať hranice toho, čo môžu obnoviteľné zdroje energie dosiahnuť pre udržateľnejší svet.
Správa majetku
V závislosti od obchodného modelu môže správa majetku zohľadniť rôznorodosť potrieb klientov a poskytuje údaje o všetkom, od výkonu a priebežnej údržby až po operatívnu správu projektu týkajúceho sa podnikových aktív súvisiacich s využívaním obnoviteľných zdrojov energie.
Priemyselný internet vecí (IIoT)
Vďaka IIoT majú obnoviteľné zdroje energie veľké možnosti. Viaceré technológie na získavanie energie z obnoviteľných zdrojov v tomto prípade bezproblémovo spolupracujú s veľkokapacitným ukladaním energie, všetky sú prepojené s inteligentnou národnou rozvodnou sieťou a spoločne pomáhajú riadiť energiu podľa zmien dopytu.
Umelá inteligencia (AI)
Hĺbkové a strojové učenie a umelá inteligencia spolu prinášajú analýzy v rámci všetkých interných procesov vrátane prevádzky s cieľom zvyšovať účinnosť.
Blockchain
Technológia blockchain je vo svojej podstate neporušiteľná, nemenná a trvale decentralizovaná databáza. Pre výrobu energie z obnoviteľných zdrojov predstavuje množstvo príležitostí, ako je sledovanie a zaznamenávanie obchodovania s energiou alebo história podnikových technických prostriedkov súvisiacich s výrobou energie z obnoviteľných zdrojov.
Digitalizácia v prevádzke
Optimalizácia činností elektrárne na mieste prostredníctvom rôznych digitálnych riešení je nevyhnutná pre lepšie uspokojenie zákazníkov a štruktúru nákladov na prevádzku a údržbu, ktoré majú menší vplyv na tvorbu hodnoty elektrárne využívajúcej obnoviteľné zdroje.
Správa aktív – aplikácia údajov
Ak sa pozrieme iba na nainštalovanú fotovoltickú kapacitu za posledných 20 rokov, ľahko pochopíme, že jej exponenciálny rast vytvára obrovský objem údajov, ktorý treba zhromaždiť, uložiť a spracovať. Tento masívny nárast údajov bol spôsobený aj pokrokom v digitálnych technológiách. A napríklad vďaka pokročilejším a vzájomne prepojeným snímačom a priemyselným komunikačným systémom ako súčasti prevádzky prichádzajú nevídané príležitosti na zisťovanie a analýzu týchto údajov. Tento analytický prehľad je rozhodujúci pre služby v oblasti prevádzky a údržby a pomáha realizovať automatizované rozhodnutia čo najviac korešpondujúce s realitou, čím sa neustále redefinujú ciele účinnosti. Za touto analýzou údajov musí byť, samozrejme, stratégia. Bez starostlivo zváženej digitálnej stratégie možno minúť obrovské množstvo zdrojov, nákladov a času bez riešenia potrieb zákazníka a dosiahnutia cieľov organizácie v oblasti prevádzky a údržby.
| oblasť | technológie |
| prevádzka závodu | priemyselný internet vecí umelá inteligencia |
| údržba prevádzky a závodu | umelá inteligencia blockchain digitalizácia v prevádzke |
| výkon a inžinierske služby | priemyselný internet vecí digitalizácia v prevádzke |
| služby súvisiace s obchodovaním s energiou | umelá inteligencia blockchain |
| prehľady a analýzy | digitalizácia v prevádzke správa majetku |
Tab. 1 Využitie pokročilých technológií v rôznych oblastiach
Od reaktívneho k normatívnemu
„Zvýšenie objemu údajov získavaných z projektov tiež vysvetľuje, ako sme prešli od reaktívneho prístupu k proaktívnemu, prediktívnemu a teraz s výhľadom na normatívny,“ konštatuje V. Cazacu. Čo to však v skutočnosti znamená? V minulosti bolo všetko založené na reakcii. Ak sa niečo stalo na mieste, museli ste tam ísť a opraviť to. Dnes zákazníci právom chcú dosiahnuť maximálnu efektívnosť a návratnosť, čo znamená, že musíme predvídať a pochopiť, čo sa stane v budúcnosti, a kroky, ktoré je potrebné dodržať, aby sa zabezpečila definovaná efektívnosť.
Plánovaný zásah – odpoveď na otázku „kedy“ a „čo“
Zvýšenie počítačového výkonu, ako aj nové techniky analýzy a interpretácie údajov dávajú príležitosť predpovedať problémy s údržbou. Ak napríklad interpretácia údajov poukazuje na potenciálny problém, ktorý by mohol spôsobiť chybu v budúcnosti, môže sa naplánovať realizácia zásahu. A prevádzkovateľ je o krok ďalej ako pri prevencii.
V súčasnosti môže vďaka modelovaniu údajov tiež identifikovať ideálny „čas odstávky“ na základe faktorov, ako sú predpovede počasia alebo ceny energie. Technici tak môžu presne zistiť, v akom momente najlepšie odstaviť prevádzku. Keď cena elektrickej energie klesne, tak sa prerušenie a vplyv na celkový výkon elektrárne, a v konečnom dôsledku aj investície zákazníka, minimalizujú.
Zamerané na zákazníka
Poskytovateľom služieb v oblasti prevádzky a údržby to otvára nové možnosti v prístupe zameranom na zákazníka – predtým bola primárnym cieľom samotná obnoviteľná energia, ale teraz sú to potreby a ciele zákazníka. Otázkou však je, čo chce zákazník s prevádzkou urobiť. Čo chce investor? Je to o energii na ich podnikanie a megawatthodinách, alebo je to cena energie a eurá za hodinu?
Zabudovaním inteligencie do vzťahu s technickými aktívami podniku možno v závislosti od obchodného modelu zohľadňovať rozmanitosť potrieb klientov. „Môžeme potom vybudovať flexibilný systém, ktorý sa im prispôsobí, a zároveň včas konať tak, aby sme sa mohli vyrovnať s udalosťami týkajúcimi sa obnoviteľných zdrojov, ako sú poruchy na mieste,“ konštatuje V. Cazacu.
Budúcnosťou je transparentnosť údajov
Spolu so špecialistami na inteligentné riešenia týkajúce sa správy technických podnikových prostriedkov, ako je napríklad kanadská spoločnosť Powerhub (https://powerhub.com/), sme schopní zaviesť systémy, ktoré zhromažďujú všetky údaje z elektrárne využívajúcej obnoviteľné zdroje energie, aby sme mohli odpovedať na otázky vznesené v obchodnej stratégii zákazníka. „Živosť“ týchto systémov môže rýchlo vyriešiť celý rad problémov, ako sú rýchlosť spätnej väzby a plánované odchýlky, a zároveň prispôsobiť nové technológie.
Jadrom tohto prístupu je skutočnosť, že zatiaľ čo takmer každý podnik dnes vytvára elektronické informácie, bez integrácie a automatizácie neprinášajú až toľko úžitku, pretože zozbieraným údajom chýba hlbší zmysel a súvislosť. „Nikdy nebolo ľahšie zhromaždiť obrovské množstvo údajov o tom, ako všetko funguje, aké sú náklady, ako sa čo presúva atď. Bohužiaľ, je tiež ľahké zaplaviť sa týmito údajmi namiesto toho, aby sa na ich základe robili presné rozhodnutia. Organizácie používajú nástroje, ako sú tie naše, na to, aby sa vyrovnali s neporiadkom a zamerali sa na to, na čom im záleží,“ vysvetľuje Etienne Lecompte, výkonný riaditeľ spoločnosti Powerhub.
Inteligencia technických podnikových prostriedkov spočíva v používaní technológie a systémov prinášajúcich „digitálny rozmer“ do architektúry projektu na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov, do činností a procesov výrobcov energie a ich zákazníkov. Ide o prepojenie rôznych systémov, rôznych zdrojov údajov a poskytnutie jediného prístupového bodu k týmto informáciám všetkým. Skutočne prepojený systém prinesie klientovi lepšie služby, zníži náklady, zlepší efektívnosť a transparentnosť.
V skutočnosti to predstavuje centralizovaný systém na mieru, ktorý poskytuje klientom úplný prístup k informáciám o ich prevádzkach využívajúcich obnoviteľné zdroje energie. Každú časť informácií alebo údajov týkajúcich sa ich energetických aktív, ktorá im dáva zmysel, môžu mať na dosah ruky. Poskytuje údaje o všetkom, od výkonu a priebežnej údržby až po operatívne riadenie projektu. Eliminuje duplicitu a zvyšuje efektívnosť, zatiaľ čo správcovia aktív, klienti a investori získavajú úplnú transparentnosť svojich projektových údajov – dodávaných takmer v reálnom čase prostredníctvom jednoduchého digitálneho centra. Klienti s viacerými projektmi majú z tohto jediného prístupového miesta aj ďalší úžitok – dokážu prostredníctvom neho spravovať všetky svoje globálne energetické aktíva. Takýto systém prináša štandardizáciu naprieč projektmi, krajinami, zdrojmi energie a zmluvami.
Klienti môžu prezerať projekty v rámci viacerých druhov technológií určených na využívanie obnoviteľných zdrojov energie a všetky svoje prevádzkové a finančné údaje o danej prevádzke prostredníctvom jediného prístupového miesta. Tieto online systémy nielenže pomáhajú klientom vidieť, ako ich aktíva pracujú v reálnom čase, ale tiež znamenajú, že poskytovatelia prevádzkových a údržbárskych služieb môžu robiť efektívnejšie a lepšie informované rozhodnutia a v konečnom dôsledku poskytovať lepšie služby s vyššou pridanou hodnotou.
Priemyselný internet vecí – vzájomne prepojený hodnotový reťazec
Pokiaľ ide o energiu z obnoviteľných zdrojov, je to inteligencia zabudovaná do podnikových aktív a vzájomné prepojenie, ktoré sa často označuje ako internet vecí (IoT), v prípade veľkých projektov využívajúcich obnoviteľné zdroje energie priemyselný internet vecí (IIoT). Je zrejmé, že internet vecí zahŕňa všetko, čo je pripojené k internetu. Teraz sa však častejšie používa na definovanie predmetov, ktoré navzájom komunikujú, či už ide o snímače, inteligentné telefóny, alebo nositeľnú elektroniku (https://www.wired.co.uk/article/internet-of-things-what-is-explained-iot). Spojením všetkých rôznych snímačov, analytických systémov a procesov by IIoT znamenalo, že v budúcnosti bude každý projekt využívajúci obnoviteľné zdroje energie prepojený prostredníctvom technológií s národnými sieťami, priemyselnými odvetviami, budovami a domácnosťami. Masy neustále zhromažďovaných údajov by sa automaticky spracúvali, analyzovali a používali na vykonávanie úloh a zvyšovanie výkonnosti.
Toto vzájomné prepojenie znamená, že prostredníctvom IIoT má využívanie obnoviteľných zdrojov energie veľké možnosti, pričom viaceré obnoviteľné zdroje energie (bez ohľadu na technológiu) hladko spolupracujú s veľkokapacitným uskladňovaním energie – všetko spojené do inteligentnej národnej rozvodnej siete –, čo pomáha riadiť energiu pri zmene dopytu. Bezproblémovú vzájomnú spoluprácu však možno dosiahnuť iba štandardizáciou rôznych rozhraní na úrovni komponentov. IoT a IIoT sľubujú budúcnosť, v ktorej sú všetky systémy využívajúce obnoviteľné zdroje energie vzájomne prepojené. Energetické spoločnosti, vývojári a poskytovatelia služieb prevádzky a údržby budú môcť spolupracovať pri vývoji nových inteligentných regiónov a pri budovaní energetických zdrojov zásobujúcich energiou lokálne podniky a komunity a zároveň rozvíjať nové obchodné a príjmové modely.
Na domácej úrovni by sa každý solárny panel, veterná turbína a elektromer mohli monitorovať a analyzovať na diaľku. Výsledkom takéhoto systému bude presnejšie monitorovanie domácností, prediktívne opravy hlavných zariadení a celkovo efektívnejšie využitie energie.
Publikované so súhlasom spoločnosti BayWa r. e. renewable energy GmbH.
Zdroj: Digitalisation and transformation of the energy value chain. White Paper, BayWa r. e. renewable energy GmbH. [online]. Publikované máj 2019. Dostupné na: https://www.rethink-energy.com/digitalisation#white-paper.