Mikä on älykäs verkko ja mitä hyötyä siitä on?

Koko maassa energiaa tuottava sähköverkko koostuu siirtolinjoista, sähkögeneraattoreista, muuntajista, kuluttajista ja useista muista komponenteista.

Yhdysvaltain sähköverkko on tekniikan ja suunnittelun ihme, joka koostuu yli 9 200 sähköntuottajayksiköstä. Pelkästään voimajohdot leviävät yli 600 000 mailia ja leviävät kaikenlaiseen maastoon.

Mutta perinteinen sähköverkko vanhenee. Se on tehoton, ja siihen liittyy merkittävä taakka, joka vaikuttaa sen suorituskykyyn. Sen sijaan "älykkääseen verkkoon" kiinnitetään nyt enemmän huomiota.

Mikä on älykäs verkko?

Älykkään verkon käsite viittaa yksinkertaisesti nykyaikaiseen, älykkäämpään sähköverkkoon. Pohjimmiltaan älykäs verkko hyödyntää digitaalisen muutoksen voimaa sähkönhallinnan parantamiseksi, usein esineiden internet (IoT) -tekniikoiden ja big datan käytön avulla.

Yhdysvaltain nykyinen sähköverkko perustettiin vuonna 1890, ja se on kokenut merkittäviä muutoksia. Vaikka seurantateknologiat ovat edelleen käytössä, ne ovat epäluotettavia ja arkaaisia.

Älykkäät verkot mahdollistavat kaksisuuntaisen sähkövirran ja tarjoavat suuremman tarkkuuden dataan nähden. Se sisältää usein älykkäämpien teknologioiden käytön, mukaan lukien liitetyt mittarit ja älykkäät laitteet, ja tukee uusiutuvan energian siirtoa molempiin suuntiin.

Miksi älykäs verkko on tärkeä?

Internetin kehitys on tuonut merkittäviä muutoksia kaikilla muilla toimialoilla. Myös energia-ala on läpikäymässä tätä muutosta, ja siirtyminen älykkään sähköverkkoon johtaisi parempaan energian siirto, teknologiset parannukset, tarkempi seuranta ja raportointi sekä asiakkaiden tietoisuus. Älykkääseen verkkoon siirtymisellä on monia etuja.

Parempi sähkönsiirron tehokkuus

Älykkäät verkot pystyvät säätelemään sähkönsiirtoja, koska ne tukeutuvat älykkäisiin teknologioihin vähentääkseen sähköhäviöitä jakelun aikana. Tämä parantaa sähkönsiirron tehokkuutta, mikä hyödyttää kaikkia sidosryhmiä.

Nopeampi sähkön kunnostus katkosten jälkeen

Sähkökatkon sattuessa älykkäiden tekniikoiden avulla on paljon helpompaa havaita, mikä alue on katkennut. Tämän ansiosta yritykset voivat lähettää ryhmiä ja palauttaa sähköä paljon nopeammin verrattuna perinteisiin menetelmiin, jotka ovat epäluotettavia ja suhteellisen hitaita.

Automaattinen kuormituksen tasapainotus

Älykkään sähköverkon suuri etu on automaattinen kuormituksen tasaus, joka puolestaan ​​vähentää laitevikojen riskejä. Koska sähkökuormitus vaihtelee ulkoisten olosuhteiden mukaan, yritysten on tehtävä manuaalisia säätöjä.

Älykäs verkko käyttää kuitenkin teknologioita (usein geneettisiin algoritmeihin luottaen) kulutustottumusten tarkastelemiseen kuormien hallitsemiseksi. Tämä vähentää sähkölaitteiden rasitusta erityisesti ruuhka-aikoina.

Vähemmän sähkövarkauksia

Sähkövarkaus on vakava ongelma. Mukaan Pepco, se on kolmanneksi suurin varkausmuoto maassa. Monissa tapauksissa sähkö varastetaan mittarin peukaloinnin kautta.

Kuluttajat joko hidastavat mittariaan tai pysäyttävät sen kokonaan jatkaen samalla sähkönkulutusta. Muissa tapauksissa se voidaan imeä pois sähkölinjojen kautta.

Älykäs verkko voi estää tämän, koska mittareita valvotaan etänä. Kaikki yritykset peukaloida sitä johtavat hälytykseen. Ja jos sähkönkulutuksessa on poikkeamia, yrityksille ilmoitetaan välittömästi, mikä kehottaa toimimaan nopeasti.

Kannustaa uusiutuvan energian käyttöön

Älykkäiden verkkojen avulla kuluttajat voivat syöttää energiaa takaisin verkkoon sekä säädellä ja seurata sitä. Jos kuluttaja käyttää erilaisia ​​tapoja tuottaa sähköä, ja ne tuottavat ylimääräisiä määriä, he voivat syöttää sen takaisin verkkoon ja tuottaa voittoa.

Tämä vähentää riippuvuutta öljystä, mikä tuo mukanaan lukuisia lisäetuja, kuten päästöjen vähenemistä, positiivista ympäristövaikutusta ja myös ilmastonmuutoksen torjuntaa.

Vähentyneet ylläpitokulut

Tällä hetkellä yritykset käyttävät vuosittain huomattavan määrän rahaa ikääntyvän infrastruktuurin korjaamiseen ja ylläpitoon. Älykkääseen verkkoon siirtyminen voi auttaa vähentämään ylläpitokustannuksia, koska kaikki raportointi ja seuranta tapahtuu automaattisesti.

Yritykset voivat siirtää tämän edun kuluttajille, mikä johtaa viime kädessä alhaisempiin sähkökustannuksiin käyttäjille. Yritykset voivat sitten sijoittaa nämä säästöt tutkimukseen ja tuotekehitykseen.

Smart Grid vs. Perinteiset sähköverkot

Tällä hetkellä perinteisillä sähköverkoilla on minimaaliset tallennusmahdollisuudet. Ne noudattavat yleensä kysyntäkeskeistä mallia, jossa yritykset vähentävät verkkojännitettä mahdollistaakseen käytön eri kuluttajille.

Kun otetaan huomioon erilaiset muuttujat, kuten sään muutokset, villieläinten vahingot, ihmisten sabotaasi tai luonnonkatastrofit, on helppo nähdä, että sähköverkkoja on vaikea ylläpitää.

Älykkäällä sähköverkolla sen sijaan on itsekorjautumiskyky. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että verkko havaitsee katkosalueet ja reitittää automaattisesti sähkön uudelleen (jos mahdollista) samalla kun se varoittaa korjausryhmiä.

Koska se mahdollistaa kaksisuuntaisen sähkövirran, sidosryhmät voivat tarkastella verkkoon syötettyjä tietoja ja tietoja ennakoida kysynnän muutoksia, suunnitella kolea sää ja tehdä valmiussuunnitelmia pitkiä katkoksia.

Tavoitteena on luoda verkko, joka sisältää mahdollisimman vähän katkoksia ja estää niitä muuttumasta suuriksi sähkökatkoiksi. Uudet tekniikat mahdollistavat hätäpalvelujen nopeamman reagoinnin, ja hajautettuun sähköntuotantoon luottaen se voisi toimia tuloksena on "mikroverkon" muodostuminen, jossa yhteisö voi itse käyttää olennaisia ​​palvelujaan hätä.

Älykkäät verkot keskittyvät hajauttamiseen

Älykäs verkko ei ole vain älykkäämpiä mittareita tai tehokkaampia voimalinjoja. Se keskittyy myös ensisijaisesti hajauttamiseen, mikä mahdollistaa energian tuotannon ja varastoinnin lähempänä kuluttajaa.

"Lähempänä" ei aina tarkoita suoraa fyysistä etäisyyttä. Sen sijaan älykäs verkko mahdollistaa myös energian kuluttajien myynnin. Näin ollen vakavan sähkökatkon sattuessa voisit tehokkaasti ostaa sähköä naapurilta, jos heillä on a aurinkovoimajärjestelmä, esimerkiksi.

Älykkään verkon käyttöönoton haasteita

Ajatus älykkäästä sähköverkosta on lupaava, mutta siinä ei ole haasteita. Suurin haaste on kuluttajilla, jotka usein vastustavat älymittarin kaltaisten perusasioiden asentamista.

Tämän seurauksena hallitukset tai sähköyhtiöt joutuvat usein tarjoamaan taloudellisia palkkioita tai määräämään sakkoja asiakkaille, jotka eivät noudata vaatimuksia. On myös toinen suurempi haaste voitettavana: kyberturvallisuus.

Jos olet nähnyt Die Hard 4:n, tiedät todennäköisesti tämän skenaarion. On aina olemassa riski, että hakkerit voivat murtautua kytkettyyn sähköverkkoon ja siirtää resursseja muualle tai, mikä pahempaa, kaapata verkon osia. Se sanoi, nykyinen infrastruktuurimme on myös haavoittuvainen näihin asioihin.

Älykäs verkko on vuosikymmenen mittainen suunnitelma

Älykästä verkkoa ei voi ottaa käyttöön kerralla. Se vaatii laajaa testausta, varsinkin kun se koostuu miljoonista komponenteista, joiden on toimittava sopusoinnussa keskenään. Jokaisen osan on integroitava verkkoon aina sähkökustannusten laskemisesta sähkökuormituksen tasapainottamiseen.

Kestää yli vuosikymmenen, ennen kuin se kaikki yhdistyy, mutta kun älyverkko saavuttaa kypsyyden, sen hyödyt heijastuvat pitkälle tuleville sukupolville.

Laske sähkökustannukset näillä 8 kätevällä työkalulla

Lue Seuraava

Kirjailijasta