Zastavenie výrobných liniek a s tým súvisiaca finančná strata.
Takým následkom môžu čeliť priemyselné firmy pri neočakávaných poklesoch či úplných výpadkoch dodávok elektrickej energie. Moderný vývoj v oblasti distribučných sústav však veľkoodberateľom čoskoro sľubuje výraznejšiu stabilitu a spoľahlivosť. Zabezpečiť by ich mali takzvané inteligentné siete – Smart Grids. Tie vďaka zapojeniu inteligentných prvkov dokážu efektívnejšie riešiť a predvídať výpadky energie. Zároveň ponúkajú cestu k výraznejšiemu zapojeniu obnoviteľných zdrojov do sústavy, čím pripravujú pôdu na dosiahnutie uhlíkovej neutrality.
Prevádzka veľkých priemyselných podnikov úplne závisí od spoľahlivej dodávky elektrickej energie. Týka sa to najmä výrobných procesov, pri ktorých majú elektrické zariadenia relatívne nízku odolnosť voči krátkodobému prerušeniu či poklesu napätia. Dôsledkom takejto udalosti môže byť strata funkcie jedného alebo viacerých komponentov, a to môže dominovým efektom prerušiť celý výrobný proces.
Pre funkciu robotických liniek v závode môže byť kritický už aj krátkodobý pokles napätia, ktoré bežný spotrebiteľ často ani nezaregistruje. Výrobný proces sa vyznačuje dlhodobou prevádzkou zariadení, v domácnostiach je použitie technológie prevažne krátkodobé, čo pravdepodobnosť výpadku znižuje. „Niektoré zariadenia dokážu krátkodobý pokles či prerušenie preklenúť s akceptovateľnou zmenou funkcie či s prirodzenou alebo aj automatickou obnovou riadnej funkcie. Ak sú však v priemysle použité v procesnom súbore so zariadením, ktoré je menej odolné či po výpadku vyžaduje zásah operátora, spôsobí tento slabý článok prerušenie celého výrobného procesu,“ opisuje profesor Jiří Drápela z Fakulty elektrotechniky a komunikačných technológií VUT v Brne.
„Týka sa to napríklad automatizovaných a robotizovaných procesov výroby s elektronickými silovými a riadiacimi systémami, vrátane reléových a pohonných jednotiek. Novšie celky s modernou automatizáciou či robotizáciou výroby reagujú na prerušenie výroby v dôsledku napäťovej udalosti citlivejšie. Najzraniteľnejší je automobilový a mikroelektronický priemysel. Finančné straty spôsobené každým prerušením výroby sú vo veľmi širokom rozpätí od tisícov až po milióny korún,“ dodáva.
Napríklad výpadok prúdu v kórejskej továrni v roku 2018 podľa dostupných dát zničil 11 % mesačnej produkcie flashových pamätí spoločnosti Samsung (asi 3,5 % celosvetovej produkcie). Továreň bola bez prúdu približne 30 minút, škoda sa vyšplhala na viac ako 43 miliónov dolárov.
Firmy hľadajú riešenie
Aby technologické a strojárske firmy zamedzili stratám spôsobených prerušením či poklesom napätia elektrickej energie, snažia sa minimalizovať citlivosť výrobného procesu. Napríklad najväčšia česká automobilka ŠKODA AUTO pred necelými dvoma rokmi sprevádzkovala ultrakapacitor.
Toto elektrotechnické zariadenie sa dokáže v rádoch desiatok milisekúnd aktivovať do plného výkonu a preklenúť tak krátkodobý pokles napätia, čím odvráti eventuálny výpadok linky.
Skúsenosti s častými výpadkami elektriny má aj spoločnosť TOYOTA MOTOR MANUFACTURING CZECH REPUBLIC, ktorá prevádzkuje automobilový výrobný závod v Priemyselnej zóne Ovčáry pri Kolíne. „Takáto situácia sa objavuje asi trikrát až päťkrát ročne, niekedy to priamo súvisí s počasím. Má to vplyv len na prevádzku lakovne. Zariadenie máme čiastočne zálohované, niektoré majú automatický program na opätovné spustenie,“ opisuje Tomáš Paroubek, tlačový hovorca spoločnosti.
Väčšiu stabilitu prinesú inteligentné distribučné sústavy
Vďaka premene distribučných sústav by v budúcnosti mohlo dôjsť k poklesu výpadkov elektrickej energie a krátkodobého napätia vo výrobe. Tie súčasné prestávajú stačiť nárokom modernej energetiky. Z tohto dôvodu Národný akčný plán pre inteligentné siete, ktorý v roku 2015 zverejnilo české Ministerstvo priemyslu a obchodu, v budúcnosti počíta s postupným zavádzaním takzvaných Smart Grids. Tie dokážu okrem elektrickej energie prenášať aj dátovú komunikáciu. V tomto smere prvé riešenie predstavuje projekt ACON (Again Connected Network), podoporovaný Európskou úniou, ktorý vzniká v cezhraničnej spolupráci spoločností EG.D a Západoslovenskej distribučnej (ZSD).
„Jednou z hlavných výhod inteligentných distribučných systémov – Smart Grids – je práve vyššia stabilita a bezpečnosť dodávok elektrickej energie. Digitalizácia distribučných sústav nám umožní zber dát, ich zdieľanie naprieč celou sústavou a komunikáciu medzi jednotlivými prvkami siete. Vďaka inštalácii inteligentných prvkov, ako sú detektory porúch a námrazy či reclosery – zariadenia umožňujúce vypínať a zapínať vedenie pod skratom -– bude možné významne zvýšiť spoľahlivosť a bezpečnú prevádzku, prípadne minimalizovať čas potrebný na odstránenie porúch,“ opisuje Miroslav Kopt, vedúci útvaru Strategických projektov EG.D.
Nielen väčšiu spoľahlivosť, ale aj mnoho ďalších benefitov, by v nasledujúcich rokoch znamenalo zapojenie strojového učenia a umelých inteligencií do konceptu inteligentných distribučných sústav. „S obrovským množstvom dát, ktoré budú Smart Grids generovať, bude zapojenie umelej inteligencie znamenať výrazné zrýchlenie. Na základe dát z veterných senzorov či predpovedí počasia budeme môcť napríklad predvídať, na ktorých miestach sústavy hrozí potenciálne riziko prerušenia dodávok, a takmer okamžite budeme môcť reagovať,“ načrtáva Stanislava Sádovská, projektová manažérka ZSD implementácie projektu ACON.
