Det intelligenta elnätet kan inte bara i realtid slussa elektrisk kraft dit där den behövs, det ska också kunna styra förbrukningen. Det kan prata med fabrikernas maskiner och hushållens apparater och stänga av och på dem – förhoppningsvis på ett förhandlingsbart sätt.

I framtiden får villaägaren kanske ett bra pris på elektriciteten om hon låter elverket bestämma när torktumlaren ska gå. Industrier är sedan länge vana vid att förhandla med elbolagen om att jämna ut belastningen. Med ny teknik kan belastningen anpassas minut för minut, eller kanske sekund för sekund, inte enligt ett fast schema.

Miljövänliga nyheter kan få oväntade sidoeffekter. Bilar som helt eller delvis drivs med batterier verkar ju vara en god idé. Men om alla bilägare i ett villaområde laddar sina elbilar på natten, när strömmen är billig, uppstår det problem.

För det första blir belastningen hög. Att ladda upp en elbil är som att koppla in en ny villa i området. Så om alla villaägarna skaffar elbil, eller hybridbil, är det som att fördubbla antalet villor, om än bara under några timmar på natten. Elproducenterna kan producera mer el, men ledningarna i kvarteret kanske inte orkar med.

Professor Giorgio Rizzone från Ohio State University har koll på paradoxen. Han var en av talarna när KTH i förra veckan anordnade en konferens om hållbar teknisk utveckling, med energistyrning som ett huvudtema.

Giorgio Rizzone visade att mängden utsläpp kan bli högre om man laddar elbilarna när strömmen är billigast – i alla fall i Ohio. När belastningen ska vara låg eller normal drivs elkraftverken i Ohio med kol, som ger höga utsläpp. Alltså betyder laddning nattetid höga utsläpp.


Ip-profil. Adam Dunkels är prisbelönt för sitt arbete med att kondensera internetprotokollet, ip. Han anser att just ip är rätt överföringsteknik för de smarta elnäten.

Vid toppbelastning – normalt under dagtid – tillkommer naturgas, som ger låga utsläpp. Att ladda bilen mitt på dagen blir visserligen dyrare, men utsläppen blir lägre. Åtminstone om man bor i Ohio.

Visionen om ett intelligent elnät förutsätter som sagt datakommunikation med miljoner noder. Sensorer och andra mätinstrument ska kommunicera med olika styrdon och med elbolagen.

Trådlös dataöverföring är närmast en förutsättning, annars blir det väldigt många kablar att dra. Det är dessutom en miljöförbättring i sig jämfört med inplastade koppartrådar.

I sin presentation jämförde forskaren Adam Dunkels trådlöshet med den elektriska motorn.

1918 kunde man i en amerikansk postorderkatalog skicka efter en elmotor för hemmabruk. Med den kunde man driva hårtorken eller tvättmaskinen eller fläkten.

I dag har vi inte en elmotor hemma, vi har många. De finns i allt från tandborstar till kompostkvarnar. Vi funderar inte över elektriska motorer – så länge de fungerar.

– Det kommer att bli likadant med trådlös datakommunikation, sade Adam Dunkels.

I augusti 2010, berättade han, var fem miljarder apparater anslutna till internet. Det fanns fyra miljarder mobiltelefoner. Trådlöst är snart ikapp.

”Sakernas internet” är motsvarigheten till det intelligenta elnätet på lokal nivå. Vi brukar skämta om att ansluta brödrosten till internet, men förr eller senare kommer det att ske. Kanske inte för att vi ska kunna läsa e-posten medan vi rostar bröd, utan för ändamål som säkerhet, övervakning och fjärrstyrning – om det finns ett behov av att fjärrstyra brödrostar. Men vi kanske vill kunna sätta i gång ugnen på väg hem från jobbet.

Adam Dunkels anser att internetprotokollet, ip, är beprövat och framtidssäkert för den här typen av kommunikation. Han är själv berömd – och prisbelönt – för att ha kondenserat internetprotokollet till ett fåtal kilobyte. Han har också utvecklat operativsystemet Contiki, även det extremt utrymmessnålt, för inbyggda system. Adam Dunkels system används sedan flera år i industriella tillämpningar.

Strömsnålhet är ett praktiskt krav, eftersom poängen med trådlös kommunikation går förlorad om man måste byta batterier ofta.

Adam Dunkels visar hur han minskat strömförbrukningen i trådlösa system radikalt genom att låta dem vara avstängda större delen av tiden. Även om en enhet inte sänder information drar den ström när den står på och lyssnar. Enheterna är därför påslagna bara några hundradels sekunder per sekund.

Hur gör de då för att inte missa ett meddelande?

Den som sänder försöker om och om igen tills sändaren får en kvittens. Mottagaren öppnar då för att ta emot hela meddelandet. Efter det vet sändaren vilket tidsschema mottagaren har och kan anpassa utsändningarna efter det.

Informationsmängderna är väldigt små jämfört med filer vi laddar ner med bredband. Det kan vara en sensor som skickar över en temperatur en gång i minuten.

Så kallade sensornätverk bygger ofta på att sensorerna fungerar som noder. Meddelandena hoppar från nod till nod i nätet, precis som internet hanterar meddelanden, routing eller dirigering. Även för det finns ett strömsnålt protokoll.

Det finns alltså hopp om att energistyrningen kommer att spara mer energi än den förbrukar.