Blockchain technology in modern power systems

Abstract

Tema ovog rada je primjena blockchain tehnologije u suvremenom elektroenergetskom sustavu. Blockchain tehnologija je zasnovana na peer to peer principu. Svaki čvor u sustavu dobiva svoju kopiju "lanca" koju čuva. Promjena u lancu tj. dodavanje nove transakcije iziskuje zajednički rad sudionika sustava. Jedan čvor izdaje transakciju koja se potvrđuje od drugih korisnika. Postoji puno vrsta različitih konsenzusa. Najčešće korišteni konsenzusi su Proof of Work i Proof of Stake. Takozvani rudari rješavaju kompleksne algoritme da bi potvrdili transakciju. To je izrazito kompleksan proces koji osigurava stalnu funkciju mreže. Blockchain izbacuje treću stranu u razmjeni informacija te je zamjenjuje sa transparentom i sigurnom mrežom. Na taj način sve strane profitiraju i dobivaju pouzdan sustav za korištenje. Prva cjelina koja se obrađuje u radu su solarne elektrane. Objašnjava se detaljnije tehnologija i njena primjena. Navode se potrebni dijelovi za izgradnju solarnog sustava na krovu kuće. Svaki dio se detaljnije objašnjava. Objašnjava se princip rada cijelog sustava te se navode tri osnovna sustava: sustav povezan na mrežu, samostalni sustav i hibridni sustav. Svaki od ta tri sustava se objašnjava detaljnije. Druga cjelina su baterijski spremnici. Kroz cjelinu se obrađuju osnovni pojmovi i karakteristične veličine vezane za baterijske spremnike. Navode se tri vrste baterijski spremnika: olovne, li-ionske i baterije na slanu vodu. Svaki od tih spremnika je detaljnije opisan da bi se što bolje razumio. Navode se baterijski spremnici sa današnjeg tržišta te primjećujemo trend ulaska velikih tvrtka u to područje. Za kraj poglavlja daje se osvrt na isplativost baterijskih spremnika u kućanstvima. Treća cjelina su mikromreže. U ovom poglavlju čitatelj može saznati nešto više o mikromreža. Objašnjava se što su mikromreže te njihov osnovni koncept. Navode se tri osnove vrste mikromreža: urbane, udaljene i agilne. Svaka od tih vrsta se pobliže objašnjava. Nakon toga se objašnjava detaljnije arhitektura mikromreža te potom se navode mogućnosti upravljanja. Upravljanje se dijeli u tri skupine: primarno, sekundarno i tercijarno. Ta se upravljanje izvode prema hijerarhiji. Za kraj poglavlja navode se neke prednosti i nedostaci koncepta mikromreža. Četvrta cjelina je opis Blockchain tehnologije. Kroz ovo poglavlje objašnjava se princip rada tehnologije. Navodi se nekoliko vrsta konsenzusa te se oni detaljnije objašnjavaju. Kao najpoznatije kriptovalute ukratko se objašnjavaju Bitcoin i Ethereum. Poglavlje dosta detaljno objašnjava tehnologiju te prikazuje njenu arhitekturu i navodi kriterij za tehnološku podobnost. Peta cjelina je usmjerena isključivo na primjenu blockchain tehnologije u elektroenergetskom sustavu. Objašnjava se ogromni potencijal tehnologije da unaprijedi poslovanje energetskih tvrtki. Analizira se veleprodaja električne energije i daje se moguće unapređenje strukture tržišta. Za kraj poglavlja se govori o digitalizaciji i IoT platformama. Digitalizacije će u budućnosti zahvatiti svaki sektor tako da je izrazio bitno objasnit način na koji će se implementira u elektroenergetski sustav. Šesta cjelina govori o Blockchain aplikacijama u mikromrežama. Generalna ideja svega je napraviti funkcionalnu platformu pomoću koje korisnici mogu trgovati sa svojim energetskim viškom. U slučaju manjka energije mogu je kupiti od susjeda ili bilo kojeg drugog korisnika platforme. Neki projekti koji se izdvajaju su: Brooklyn MicroGrid od LO3 Energy-a, Power Ledger i SunContract. Ove tri platforme se detaljnije objašnjavaju te se još navodi Key2Energery kao rani projekt sa velikim potencijalom. Sedma i zadnja cjelina upoznaje čitatelje s nekim problemima blockchain tehnologije. Iako tehnologija ima puno pozitivnih strana postoje i negativne sa gledišta potrošnje energije i emisije CO2. Kroz ovo poglavlje daju se estimacije potrošnje energije i emisije CO2 Proof of Work blockchaina. Ujedno se navodi utjecaj tehnologije na društvo i sveukupno globalno gospodarstvo te se uz to sve prilažu kratki proračuni.