Portál vymyslel Michal Koláček z firmy Hvfree.net a do jeho testování se nyní může zapojit kdokoliv. Zeptali jsme se ho, v čem je přínos tohoto projektu a jakým výzvám je třeba v komunitní energetice čelit.

Jaká jsou podle vás největší úskalí komunitní energetiky v režimu aktivního zákazníka?

V režimu aktivního zákazníka si členové komunitní energetiky vzájemně sdílejí vyrobenou elektřinu v rámci jedné skupiny. V praxi to často funguje tak, že se nejprve stanoví pevný sdílecí klíč – procentní podíly pro jednotlivé členy. Přebytky se poté rozdělují iterativním způsobem podle těchto podílů mezi spotřeby členů.

Tento model má několik charakteristických vlastností, které určují, jak se energie ve skupině reálně využívá:

a) Statický sdílecí klíč s iterativním rozdělením

Klíč je předem definovaný a nemění se podle aktuální situace ve skupině. Energie se rozděluje mezi spotřeby podle fixních poměrů – nezávisle na tom, jaká je zrovna výroba nebo spotřeba. Dává to jednoduchý a předvídatelný rámec, ale není plně dynamický.

b) Omezená pružnost iterativního rozdělení

Iterace přináší určitou flexibilitu, ale její rozsah je omezený. Při nevhodné kombinaci podílů a odběrů může nastat situace, kdy se část energie nerozdělí celá, protože spotřeby „nedojdou“ způsobem, který by iterativní logika dokázala plně pokrýt.

c) Znalost dat bez automatického řízení

Spotřebitel může sledovat data o výrobě (např. z aplikace FVE) nebo sdílená data ve skupině, ale samotná čísla ještě neřeší, jak s energií v reálném čase naložit. Aby se přebytky využily efektivně (bojler, nabíjení, baterie), je potřeba buď ruční zásah, nebo automatizace.

d) Vazba mezi statistikou a reálným využitím

Když ostatní členové právě neodebírají, může jeden odběratel využít větší část přebytků (např. nabít auto). Aby to ale šlo dělat optimálně, potřebuje znát, kolik energie je ve skupině aktuálně k dispozici a kolik z ní může využít podle svého podílu.

Výsledkem je, že model poskytuje administrativní rámec sdílení, ale sám o sobě neřeší automatické dynamické řízení spotřeby podle okamžité situace. Největší přínos proto vzniká tam, kde lze spotřebu plánovat nebo plynule řídit (nabíjení EV, ohřev vody, baterie) a kde automatizace dokáže spotřebu přizpůsobit dostupné výrobě bez toho, aby u toho musel člověk „sedět celý den“.

Co vás vedlo k vytvoření aplikace? Pro koho je aplikace určena?

V naší firmě postupně nahrazujeme starší spalovací vozy elektromobily a ověřili jsme si, že i při vlastní FVE na střeše odběr elektřiny často převyšuje aktuální výrobu. Typicky ráno zaměstnanci přijedou a začnou nabíjet ještě před tím, než FVE začne vyrábět. Abychom lépe vyrovnávali rozdíly mezi výrobou a spotřebou, pořídili jsme větší bateriové úložiště.

Brzy se ale ukázalo, že samotná baterie plně nestačí – spotřeba několika současně nabíjených vozů je ve výsledku řádově vyšší, než co dokáže běžné domácí úložiště dlouhodobě vykrývat. Navíc jsme na budově instalovali i veřejnou nabíjecí stanici, kde nabízíme poměrně dostupné nabíjení pro ostatní elektromobilisty. U hosta na veřejném nabíjení přitom nelze výkon výrazně omezovat, protože nevíme, zda nespěchá a kdy potřebuje odjet – regulace musí být citlivá a nesmí zhoršovat komfort.

To nás přivedlo k myšlence aktivnějšího řízení. Nestačí pouze ukládat přebytky do baterie – je potřeba sledovat i to, kolik energie je zrovna dostupné v rámci sdílení. Zároveň totiž máme jinde fotovoltaickou elektrárnu s výraznými přebytky, které by jinak jen odtékaly do sítě. V takových situacích dává smysl dynamicky upravovat odběr: pokud je dostupná energie ze skupiny, výkon nabíjení se zvýší (energie se ukládá do baterie nebo jde přímo do nabíjených aut), a pokud dostupná není, systém výkon plynule omezí.

Celé to stavíme tak, aby řízení probíhalo co nejvíc automaticky a aby tím nebyli zatěžováni ani zaměstnanci. Ti nemají řešit, kdy „je vhodná chvíle“ nabíjet – systém se snaží výkon přizpůsobovat sám podle dostupné energie a nastavených pravidel.

Aplikaci označujeme jako ke.hvfree.net (pracovní název). V současné době je nejvíc použitelná pro uživatele, kteří si zvládnou svépomocí nastavit domácí automatizaci. Těm pak pomáhá komunikovat s výrobou a dát jim v reálném čase informaci, s jakým množstvím energie mohou v rámci sdílení aktuálně hospodařit. Zároveň ale vnímám jako hlavní výzvu posunout systém tak, aby byl použitelný i pro méně technicky zdatné uživatele – tedy aby zapojení zařízení a nastavení pravidel bylo co nejjednodušší a fungovalo to automaticky bez složité konfigurace.

Jak systém funguje? Co vše je třeba, jaká zařízení?

ke.hvfree.net (pracovní název) funguje jako komunikační a řídicí vrstva mezi dvěma světy:

na jedné straně je zdroj (fotovoltaická elektrárna), která vyrábí a dodává energii do sítě (může být fyzicky jinde), a na druhé straně jsou odběrná místa/objekty se spotřebou – typicky jeden nebo více domů, firemních objektů či nabíjecích míst. V praxi může být těchto odběratelů více; v našem případě jsou dva.

Aplikace zprostředkovává komunikaci mezi zdrojem a spotřebou v reálném čase – což je praktické právě tehdy, když je výroba jinde a má přebytky, zatímco spotřeba je soustředěná na jedné či více lokalitách.

Z technického hlediska jsou potřeba tři části:

a) Zdroj – jedna FVE

Přístup k aktuálním datům o výrobě (případně i o přetocích).

b) Měření a řízení na straně spotřeby (na každém odběrném místě)

Měření odběru (např. Shelly nebo jiný elektroměr s datovým výstupem) a zařízení, která lze řídit – typicky:

wallbox s možností regulace výkonu,

bateriové úložiště,

bojler nebo jiný akumulační spotřebič,

další zátěže, které lze zapínat, vypínat nebo výkonově omezovat.

c) Řídicí logika a integrace do lokální automatizace

ke.hvfree.net vyhodnocuje, kolik energie zdroj dodává, jaká je situace na jednotlivých odběrných místech a jaké jsou nastavené priority. Z toho odvozuje „limit“/doporučení, kolik energie lze v danou chvíli využít v rámci sdílení.

Samotné zapínání, vypínání a dynamické řízení výkonu pak typicky obstarává chytrá instalace domu nebo lokální automatizace (např. Home Assistant, Loxone, případně logika ve wallboxu apod.). Aby ale mohla správně rozhodovat, musí nejdřív dostat klíčovou informaci: kolik energie si v danou chvíli může „vzít“ v rámci sdílení ze sítě. Právě to ke.hvfree.net vyhodnocuje a tuto informaci předává spotřebiteli nebo jeho řídicímu systému, který podle ní nastaví zátěže.

U veřejné nabíjecí stanice se regulace nastavuje opatrně, aby nebyl omezen komfort hosta. Důležitý princip je, že uživatel (ani zaměstnanci) nemusí nic hlídat ani ručně přepínat. Systém je navržen tak, aby vše probíhalo co nejvíc automaticky.

Řeší aplikace alokaci vyrobené elektřiny, nebo ji monitoruje?

ke.hvfree.net nezasahuje do legislativní alokace elektřiny. Ta probíhá podle zadaných alokačních klíčů v portálu EDC a v rámci pravidel komunitní energetiky. Tento proces zůstává plně zachován.

Zároveň je ale důležité, že v systému EDC obvykle není vidět aktuální stav v reálném čase tak, aby se podle něj dalo operativně řídit nabíjení elektromobilu, ohřev vody nebo jiné zátěže. EDC plní primárně roli datové a vyhodnocovací infrastruktury pro sdílení.

ke.hvfree.net proto nad tímto rámcem vytváří provozní vrstvu řízení. Pracuje s aktuálními daty o výrobě a odběru a na základě alokačních klíčů vyhodnocuje, kolik energie může být v daném okamžiku v rámci skupiny využito. Podle toho následně signalizuje odběratelům, kolik energie mohou reálně využít, aby lokální automatizace mohla upravit výkon zátěží.

Zjednodušeně: alokaci a vyhodnocení řeší EDC, ke.hvfree.net to respektuje — a doplňuje k tomu automatické operativní řízení, aby sdílená energie nezůstala jen „účetně rozdělená“, ale byla i prakticky dobře využitá.

Jaký bude další osud vašeho systému?

Upřímně řečeno, považuji to zatím za projekt ve velmi rané fázi. Doposud jsme tuto regulaci vyvíjeli a používali hlavně sami pro sebe jako interní nástroj. Postupně nás ale napadlo, že by mohlo dávat smysl otevřít tuto možnost i dalším a ověřit, zda si najde uplatnění i mimo naše prostředí.

V další fázi bych chtěl doplnit například:

doporučení alokačních klíčů na základě naměřených dat tak, aby rozdělení vedlo k co nejefektivnějšímu využití energie,

volitelnou možnost „priorit“ v rámci skupiny (např. dočasně vyšší priorita pro nabíjení, pokud se na tom členové dohodnou),

maximální zjednodušení připojení běžných spotřebičů – přes levná relé a spínací zásuvky (Shelly apod.) tak, aby mohly být přímo řízené portálem, bez nutnosti mít Home Assistant nebo Loxone.

Aktuálně je to tedy nejvíc pro technicky zdatnější uživatele, kteří si umí nastavit domácí automatizaci. Aplikace jim pak dává jasný signál, s jakou energií mohou v dané chvíli počítat. Největší výzvu ale vidím v tom, aby to bylo použitelné i pro běžné uživatele bez technických znalostí – tedy aby zapojení a nastavení bylo maximálně jednoduché a celé to fungovalo automaticky.

A obecně si myslím, že s energií bychom měli zacházet chytře a tím si dlouhodobě snižovat náklady. Tento systém to sám o sobě nevyřeší, ale může tomu výrazně pomoct – hlavně tím, že umožní automaticky využívat energii ve chvíli, kdy je dostupná.

Zdroj: HVfree.net