Jak będzie działać inteligentna sieć

To największa maszyna na świecie – elektryczny behemot zbudowany na szkielecie inżynierii z początku XX wieku. Reszta to mieszanina, stuletnie innowacje wszczepione w przestarzałą ramę. Jednak przez najdłuższy czas amerykańska sieć energetyczna brnęła bez zmian i rzadko była kwestionowana, a rosnąca populacja była przykuta do kryjówki za pomocą każdego elektrycznego gadżetu i urządzenia, jakie można sobie wyobrazić.

Ponad 300 000 mil (482,803 kilometrów) rozległych linii przesyłowych skręca się i skręca w Stanach Zjednoczonych, a w większości sieć energetyczna wykonuje swoją pracę bardzo dobrze. W rzeczywistości Departament Energii Stanów Zjednoczonych (DOE) przyznał mu 99,97-procentową ocenę niezawodności. Jednak pomimo ogromnego rozmiaru systemu, kilka przestojów wystarczy, aby wykrwawić Amerykanów co najmniej 150 miliardów dolarów rocznie.

Pamiętaj, że energia elektryczna musi zostać zużyta w momencie jej wytworzenia. Elektrownia nie może po prostu przechowywać nadwyżki energii do zasilania klimatyzatorów podczas następnej fali upałów. Tymczasem rosnąca populacja nadal podłącza do sieci coraz więcej energochłonnych gadżetów i urządzeń. Jak długo bestia może się trząść, nie załamując się pod obciążeniem?

Aby zaradzić niedociągnięciom obecnej sieci energetycznej i przygotować się na przyszłość, DOE ma nadzieję na wprowadzenie szeregu zmian w nadchodzących latach. W planach jest przejście na bardziej wydajną wersję obecnej sieci elektroenergetycznej, zwaną smart grid .

W tym artykule omówimy kluczowe problemy z obecnym systemem, w jaki sposób inteligentna sieć rozwiąże te problemy i jakie rodzaje krótko- i długoterminowych celów składają się na wysiłek.

1. Integracja Smart Grid: Wyjdź ze starym
2. Technologia inteligentnej sieci
3. Małe kroki do lepszej sieci energetycznej

Aby zrozumieć wartość przejścia na inteligentną sieć, musisz najpierw zrozumieć niektóre z kluczowych problemów obecnego systemu. Dzisiejsza sieć energetyczna , choć przeciążona, jest w rzeczywistości dość niezawodna. Umożliwia obszarom współdzielenie zasobów elektrycznych w celu utrzymania przepływu wszystkich obwodów. Jednak idąc naprzód, system musi ewoluować, aby nadążyć za nowoczesną technologią i zachować zrównoważony rozwój.

Właściwa dystrybucja energii przez sieć to rodzaj żonglerki. Zużycie energii na danym obszarze waha się w zależności od pory dnia i pory roku. Jeśli temperatura wzrasta i więcej osób włącza klimatyzatory , oznacza to, że cały obszar wymaga większej mocy. Ale ponieważ elektrownie mogą wyprodukować tylko tyle energii, czasami żonglerka zawodzi. W przeszłości jedynym sposobem rozwiązania tego problemu była po prostu rozbudowa sieci i budowa większej liczby elektrowni, co podnosi koszty energii elektrycznej.

Jeśli podczas żonglowania upuszczasz piłki, jednym z możliwych rozwiązań jest zostanie lepszym żonglerem. DOE przypisuje wiele poważnych i regionalnych przerw w dostawie prądu do powolnego czasu reakcji i słabej widoczności – niedociągnięć skutecznie usuwanych za pomocą zautomatyzowanych systemów i usprawnionego systemu dystrybucji energii. W obecnej sytuacji amerykańska sieć energetyczna opiera się na centralnie planowanej i kontrolowanej infrastrukturze. Żongler jest przeciążony, a my wciąż wrzucamy do miksu nowe piłki.

Te przerwy w dostawie prądu kosztują osoby prywatne i firmy miliony. Wydajniejszy system nie tylko ominąłby wiele potencjalnych przestojów, ale mógłby również zdziałać cuda dla środowiska. DOE szacuje, że gdyby sieć była tylko o 5 procent bardziej wydajna, oszczędności energii byłyby równe emisjom paliwa i gazów cieplarnianych z 53 milionów samochodów. Ponieważ Stany Zjednoczone odpowiadają za 25 procent światowych emisji gazów cieplarnianych, zmiana ta może znacznie przyczynić się do ograniczenia skutków zmian klimatycznych.

Wreszcie należy wziąć pod uwagę bezpieczeństwo. Scentralizowana struktura siatki stanowi również kuszący cel dla każdego, kto chce coś z nią zrobić. Dodatkowo, ponieważ inne obszary siatki luzują się w przypadku słabych odcinków, jedno strategiczne uderzenie może również wywołać efekt domina.

Aby rozwiązać problemy omówione w poprzedniej sekcji, Departament Energii USA planuje rozwinąć mniej scentralizowaną, interaktywną sieć producenta. Oczywiście żadna pojedyncza poprawka nie jest w stanie pomieścić tej zmiany. Liczne koncepcje, filozofie i technologie pozwalają sterować systemem w kierunku bardziej wydajnej przyszłości. Oto dwa z największych.

Zaawansowana infrastruktura pomiarowa (AMI): to jeden z aspektów inteligentnej sieci, którą można już znaleźć w wielu domach i firmach. Celem jest usunięcie tajemnicy i domysłów z osobistego zużycia energii. Zamiast czekać na rachunek lub wpatrywać się w zdumieniu w obracające się tarcze miernika mocy na zewnątrz, użytkownicy mogą teraz korzystać z czytników mocy, aby sprawdzić, ile soku zużywają ich urządzenia i gadżety. W przyszłości koncepcja ta może pójść jeszcze dalej. Wyobraź sobie, że sprawdzasz termostat i obserwujesz przesuwanie się cen. Jak może to wpłynąć na twoją decyzję o podkręceniu ciepła w chłodny wieczór? Udostępnienie użytkownikom większej ilości informacji na temat mocy, z której korzystają, umożliwia im precyzyjne dostrojenie własnej ochrony, aby wyeliminować niepotrzebne odpady.

Technologia wizualizacji : Przypomnij sobie analogię z żonglerem. To inteligentny żongler sieci przyszłości: zautomatyzowany system komputerowy zdolny do natychmiastowego reagowania na przypływy i odpływy produkcji i zapotrzebowania na energię w całej sieci. DOE przytacza w szczególności jeden projekt: system Oak Ridge National Laboratory Visualizing Energy Resources Dynamicly on Earth (VERDE), zbudowany na platformie Google Earth . Oprócz VERDE, DOE planuje używać jednostek pomiarowych Phasor (PMU), aby zachować precyzyjne zakładki zużycia energii elektrycznej w całej inteligentnej sieci i wyeliminować zgadywanie przy dostarczaniu odpowiedniej mocy.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, te dwa podejścia doprowadzą do sytuacji, w której zarówno użytkownik, jak i zautomatyzowany dystrybutor energii elektrycznej będą mieli znacznie więcej informacji – a zatem i władzy – nad przepływem energii elektrycznej. To z kolei pozwala na bardziej odpowiedzialne wydatki – od elektrowni po domowe centrum rozrywki na końcu linii.

Inteligentna sieć nie jest czymś, po czym można się po prostu obudzić i znaleźć pracę w swoim domu. I w przeciwieństwie do przejścia z telewizji analogowej na cyfrową w 2009 r. w Stanach Zjednoczonych , kupon rządowy i wycieczka do lokalnego Wal-Martu również nie wystarczą, aby to się stało. Na drodze do lepszego, bardziej zrównoważonego systemu zasilania jest wiele małych kroków. Oto tylko kilka z nich:

Inteligentne liczniki i termostaty : W lipcu 2009 te aktualizacje tradycyjnych liczników mocy i termostatów dotarły do ​​8,3 miliona domów w Stanach Zjednoczonych [źródło: Kupiec]. Mierniki dostarczają zarówno użytkownikowi, jak i sieci elektrycznej bardziej szczegółowych informacji o użytkowaniu. Inteligentne termostaty są programowalne i wyposażone w Wi -Fi , aby śledzić prognozę pogody. Cechy te pozwalają na bardziej precyzyjne i efektywne wykorzystanie ogrzewania i chłodzenia domu.

Zaangażowani użytkownicy : element ludzki jest niezbędny dla każdego ruchu na rzecz ochrony przyrody, a inteligentna sieć nie jest wyjątkiem. Pociąga to za sobą lepsze edukowanie społeczeństwa na temat osobistych i nadrzędnych korzyści z oszczędzania energii w domu.

Zoptymalizowane elektrownie : W miarę jak inteligentna sieć nabiera kształtu, zautomatyzowany system pozwoli na bardziej zwięzłe żonglowanie zasobami. Głębsze zrozumienie potrzeb energetycznych w czasie rzeczywistym jest jak wiedza o tym, ilu gości przyjmujesz na kolację. Bez zgadywania, skrócisz listę zakupów bez obawy, że ktoś będzie głodny – lub bezsilny. Dzięki temu elektrownie, które mogą być szkodliwe dla środowiska, ustępują miejsca czystszym, odnawialnym źródłom.

Energia odnawialna : Płynna integracja odnawialnych źródeł energii jest ważną częścią integracji inteligentnych sieci. Elektrownie opalane paliwami kopalnymi i elektrownie wodne nie znikną, ale farmy wiatrowe i ogniwa słoneczne zapewnią coraz większy udział w ogólnej produkcji energii na danym obszarze.

Przepisy stanowe i federalne : Nie trzeba dodawać, że prawo i polityka odgrywają ogromną rolę w funkcjonowaniu istniejącej sieci energetycznej. Przejście na inteligentną sieć w naturalny sposób wiąże się zatem z ciągłym działaniem na obu poziomach. Szereg stanów przyjęło już standardy portfela energii odnawialnej w celu promowania energii odnawialnej. Tymczasem szereg przepisów wspierających niezbędne przepisy i postęp technologiczny nadal rozwija się za pośrednictwem kanałów federalnych.

DOE planuje wykuć inteligentną sieć zarówno z dużych, jak i małych innowacji. W przyszłości nowe technologie, takie jak magazynowanie ciepła, ulepszone akumulatory litowo-jonowe i nadprzewodnikowe kable zasilające, jeszcze bardziej przyspieszą ten proces.

Zapoznaj się z linkami na następnej stronie, aby dowiedzieć się, jak te zmiany wpłyną na Twoje życie.

Powiązane artykuły

Więcej świetnych linków

Źródła