Co to jest inteligentna sieć i jakie przynosi korzyści?

Sieć elektryczna dostarczająca energię w całym kraju składa się z linii przesyłowych, generatorów prądu, transformatorów, odbiorców i kilku innych elementów.

Amerykańska sieć elektryczna to cud techniki i inżynierii, składający się z ponad 9200 jednostek wytwórczych. Same linie transmisyjne rozciągają się na ponad 600 000 mil, rozciągając się na wszystkich rodzajach terenu.

Ale konwencjonalna sieć elektryczna się starzeje. Jest nieefektywny i ma znaczne obciążenie, które wpływa na jego wydajność. Zamiast tego skupiono się teraz na „inteligentnej sieci”.

Co to jest inteligentna sieć?

Pojęcie inteligentnej sieci odnosi się po prostu do nowoczesnej, inteligentniejszej sieci elektrycznej. Zasadniczo inteligentna sieć wykorzystuje siłę cyfrowej transformacji do poprawy zarządzania energią elektryczną, często z pomocą technologii Internetu rzeczy (IoT) i wykorzystania dużych zbiorów danych.

Obecna sieć elektryczna w USA powstała w 1890 roku i uległa znaczącym zmianom. Chociaż technologie monitorowania są nadal w użyciu, są zawodne i archaiczne.

Inteligentne sieci umożliwiają dwukierunkowy przepływ energii elektrycznej i zapewniają większą dokładność danych. Często wiąże się to z wykorzystaniem inteligentniejszych technologii, w tym podłączonych liczników i inteligentnych urządzeń, oraz wspiera transfer energii odnawialnej w obie strony.

Dlaczego inteligentna sieć jest ważna?

Ewolucja Internetu przyniosła znaczące zmiany w każdej innej branży. Energetyka również przechodzi tę transformację, a przejście na smart grid przyniosłoby lepsze efekty przesył energii, ulepszenia technologiczne, dokładniejsze śledzenie i raportowanie oraz świadomość klientów. Istnieje wiele korzyści z przejścia na inteligentną sieć.

Poprawiona wydajność transmisji elektrycznej

Inteligentne sieci są w stanie regulować transmisje elektryczne, ponieważ opierają się na inteligentnych technologiach ograniczających straty elektryczne podczas dystrybucji. Poprawia to wydajność transmisji elektrycznej, przynosząc w rezultacie korzyści wszystkim zainteresowanym stronom.

Szybsza regeneracja elektryczna po przerwach w dostawie

W przypadku przerwy w dostawie prądu znacznie łatwiej jest wykryć, który obszar jest wyłączony, korzystając z inteligentnych technologii. Pozwala to firmom na znacznie szybsze wysyłanie zespołów i przywracanie zasilania w porównaniu z konwencjonalnymi metodami, które są zawodne i stosunkowo powolne.

Automatyczne równoważenie obciążenia

Główną zaletą inteligentnej sieci elektrycznej jest automatyczne równoważenie obciążenia, co z kolei zmniejsza ryzyko awarii sprzętu. Ponieważ obciążenie elektryczne zmienia się w zależności od warunków zewnętrznych, firmy muszą wprowadzać ręczne regulacje.

Jednak inteligentna sieć będzie wykorzystywać technologie (często oparte na algorytmach genetycznych) do przeglądu wzorców zużycia w celu zarządzania obciążeniami. Zmniejsza to obciążenie sprzętu elektrycznego, zwłaszcza w godzinach szczytu.

Zmniejszona kradzież energii elektrycznej

Kradzież prądu to poważny problem. Według Pepco, to trzecia co do wielkości forma kradzieży w kraju. W wielu przypadkach energia elektryczna jest kradziona poprzez manipulowanie licznikiem.

Konsumenci albo zwalniają licznik, albo całkowicie go zatrzymują, jednocześnie nadal zużywając energię elektryczną. W innych przypadkach może być odprowadzony przez linie energetyczne.

Inteligentna sieć może temu zapobiec, ponieważ liczniki są zdalnie monitorowane. Wszelkie próby manipulowania nim spowodują alert. A jeśli wystąpią odchylenia w zużyciu energii, firmy zostaną natychmiast powiadomione, co skłoni do podjęcia szybkich działań.

Zachęca do korzystania z energii odnawialnej

Inteligentne sieci umożliwiają konsumentom dostarczanie energii z powrotem do sieci oraz regulowanie jej i śledzenie. Jeśli konsument używa różne sposoby wytwarzania energii elektrycznej, a produkują nadwyżki, mogą przesyłać je z powrotem do sieci i generować zysk.

Zmniejsza to zależność od ropy naftowej, co niesie ze sobą szereg dodatkowych korzyści, takich jak zmniejszenie emisji, pozytywny wpływ na środowisko, a także zwalczanie zmian klimatycznych.

Zmniejszone wydatki na konserwację

Obecnie firmy każdego roku wydają znaczne kwoty pieniędzy na naprawę i konserwację starzejącej się infrastruktury. Przejście na inteligentną sieć może pomóc w zmniejszeniu wydatków na konserwację, ponieważ wszystkie raportowanie i śledzenie odbywa się automatycznie.

Firmy mogą przenieść tę korzyść na konsumentów, co ostatecznie skutkuje niższymi kosztami energii elektrycznej dla użytkowników. Firmy mogą następnie zainwestować te oszczędności w badania i rozwój.

Inteligentna sieć a Konwencjonalne sieci elektroenergetyczne

Obecnie konwencjonalne sieci elektryczne mają minimalne możliwości magazynowania. Zwykle postępują zgodnie z modelem zorientowanym na popyt, w którym firmy zmniejszają napięcie sieciowe, aby umożliwić korzystanie przez różnych konsumentów.

Jeśli weźmiesz pod uwagę różne zmienne, takie jak zmiany pogody, zniszczenia dzikiej przyrody, sabotaż dokonywany przez ludzi lub klęski żywiołowe, łatwo zauważyć, że sieci elektryczne są trudne do utrzymania.

Z drugiej strony inteligentna sieć ma możliwości samoleczenia. Oznacza to po prostu, że sieć wykrywa obszary przestojów i automatycznie przekierowuje energię elektryczną (jeśli to możliwe), jednocześnie ostrzegając zespoły naprawcze.

Ponieważ umożliwia dwukierunkowy przepływ energii elektrycznej, interesariusze mogą przeglądać dane wprowadzane do sieci i prognozować zmiany popytu, planować niepogodę i przygotowywać plany awaryjne na dłuższe okresy przerwy w dostawie.

Celem jest stworzenie siatki, która minimalizuje przestoje i zapobiega ich przekształceniu w awarie na dużą skalę. Nowe technologie pozwolą na szybszą reakcję służb ratowniczych, a dzięki wykorzystaniu rozproszonego wytwarzania energii mogą: skutkować powstaniem „mikrosieci”, w której społeczność może sama zasilać swoje podstawowe usługi w przypadku awarii nagły wypadek.

Inteligentne sieci koncentrują się na decentralizacji

Inteligentna sieć nie polega tylko na inteligentniejszych licznikach czy bardziej wydajnych liniach energetycznych. Koncentruje się również przede wszystkim na decentralizacji, która umożliwia wytwarzanie i magazynowanie energii bliżej konsumenta.

„Bliżej” nie zawsze przekłada się na bezpośrednią odległość fizyczną. Zamiast tego inteligentna sieć pozwoli również konsumentom energii na sprzedaż. Dzięki temu w przypadku poważnej awarii można skutecznie kupić prąd od sąsiada, jeśli ma system energii słonecznej, na przykład.

Wyzwania związane z wdrażaniem inteligentnej sieci

Idea inteligentnej sieci jest obiecująca, ale nie jest pozbawiona wyzwań. Największym wyzwaniem są konsumenci, którzy często opierają się instalacji czegoś tak podstawowego jak inteligentny licznik.

W rezultacie rządy lub firmy energetyczne są często zmuszone do oferowania nagród finansowych lub nakładania kar na klientów, którzy nie stosują się do nich. Jest też inne większe wyzwanie do pokonania: cyberbezpieczeństwo.

Jeśli widziałeś Szklaną grę 4, prawdopodobnie znasz ten scenariusz. Zawsze istnieje ryzyko, że hakerzy mogą włamać się do podłączonej sieci energetycznej i przekierować zasoby lub, co gorsza, przejąć część sieci. To mówi, nasza istniejąca infrastruktura również jest wrażliwa do tych problemów.

Inteligentna sieć to plan na dekadę

Inteligentnej sieci nie można wdrożyć w całości od razu. Będzie to wymagało szeroko zakrojonych testów, zwłaszcza że składa się z milionów komponentów, które muszą ze sobą współgrać. Od umożliwienia ludziom obliczania kosztów energii elektrycznej po pomoc w równoważeniu obciążeń elektrycznych, każda część musi zostać zintegrowana z siecią.

Połączenie tego wszystkiego zajmie ponad dekadę, ale gdy inteligentna sieć osiągnie dojrzałość, jej korzyści będą odbijać się echem w przyszłych pokoleniach.

Oblicz koszty energii elektrycznej za pomocą tych 8 poręcznych narzędzi

Czytaj dalej

O autorze