القائمة الرئيسية

الصفحات

ما هي الشبكة الذكية Smart Grid وما الفوائد التي تجلبها؟

 في المستقبل غير البعيد ، ستكون شبكات الطاقة الذكية ضرورية لإدارة طلباتنا المتزايدة والمتغيرة.

ما هي الشبكة الذكية Smart Grid وما الفوائد التي تجلبها؟

تتكون الشبكة الكهربائية التي تزود الطاقة في جميع أنحاء البلاد من خطوط النقل ومولدات الطاقة والمحولات والمستهلكين والعديد من المكونات الأخرى.


تعتبر الشبكة الكهربائية الأمريكية أعجوبة التكنولوجيا والهندسة ، حيث تتكون من أكثر من 9،200 وحدة توليد طاقة. تنتشر خطوط النقل وحدها على أكثر من 600000 ميل ، ممتدة على جميع أنواع التضاريس.


لكن الشبكة الكهربائية التقليدية أصبحت قديمة. إنه غير فعال ، وهناك عبء كبير يؤثر على أدائه. بدلاً من ذلك ، هناك تركيز متزايد على "الشبكة الذكية" الآن.


ما هي الشبكة الذكية Smart Grid؟

يشير مفهوم الشبكة الذكية ببساطة إلى شبكة كهربائية حديثة وأكثر ذكاءً. بشكل أساسي ، تستفيد الشبكة الذكية من قوة التحول الرقمي لتحسين إدارة الكهرباء ، غالبًا بمساعدة تقنيات إنترنت الأشياء (IoT) واستخدام البيانات الضخمة.


تم إنشاء الشبكة الكهربائية الحالية في الولايات المتحدة في عام 1890 وخضعت لتغييرات كبيرة. بينما لا تزال تقنيات المراقبة قيد الاستخدام ، فإنها غير موثوقة وقديمة.


تسمح الشبكات الذكية بتدفق الكهرباء في اتجاهين وتوفر دقة أكبر في البيانات. غالبًا ما ينطوي على استخدام تقنيات أكثر ذكاءً ، بما في ذلك العدادات المتصلة والأجهزة الذكية ، ويدعم نقل الطاقة المتجددة في كلا الاتجاهين.


لماذا تعتبر الشبكة الذكية مهمة؟

أحدث تطور الإنترنت تغييرات كبيرة في كل صناعة أخرى. يخضع قطاع الطاقة أيضًا لهذا التحول ، وسيؤدي الانتقال إلى الشبكة الذكية إلى نقل أفضل للطاقة ، وتعزيزات تكنولوجية ، وتتبع وتقارير أكثر دقة ، وتوعية العملاء. هناك العديد من الفوائد للتحول إلى الشبكة الذكية.

تحسين كفاءة النقل الكهربائي

الشبكات الذكية قادرة على تنظيم عمليات النقل الكهربائية لأنها تعتمد على التقنيات الذكية لتخفيف الخسائر الكهربائية أثناء التوزيع. يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة النقل الكهربائي ، مما يعود بالفائدة على جميع أصحاب المصلحة نتيجة لذلك.


استعادة أسرع للكهرباء بعد الانقطاعات

في حالة انقطاع التيار الكهربائي ، يصبح من الأسهل بكثير اكتشاف المنطقة المعطلة بالضبط باستخدام التقنيات الذكية. يتيح ذلك للشركات إرسال فرق واستعادة الطاقة بشكل أسرع مقارنة بالطرق التقليدية ، والتي لا يمكن الاعتماد عليها وبطيئة نسبيًا.


موازنة تحميل تلقائية

من المزايا الرئيسية للشبكة الكهربائية الذكية موازنة الحمل التلقائية ، والتي بدورها تقلل من مخاطر تعطل المعدات. نظرًا لأن الحمل الكهربائي يميل إلى الاختلاف اعتمادًا على الظروف الخارجية ، يتعين على الشركات إجراء تعديلات يدوية.


ولكن ، ستستخدم الشبكة الذكية تقنيات (تعتمد غالبًا على الخوارزميات الجينية) لمراجعة أنماط الاستهلاك لإدارة الأحمال. هذا يقلل من الضغط على المعدات الكهربائية ، خاصة خلال أوقات الذروة.


تقليل السرقة الكهربائية

سرقة الكهرباء مشكلة خطيرة. وفقًا لشركة Pepco ، فهي ثالث أكبر شكل من أشكال السرقة في البلاد. في كثير من الحالات ، تتم سرقة الكهرباء من خلال العبث بالعدادات.


يقوم المستهلكون إما بإبطاء عدادهم أو إيقافه تمامًا مع الاستمرار في استهلاك الكهرباء. في حالات أخرى ، يمكن شفطها عبر خطوط الكهرباء.


يمكن للشبكة الذكية منع حدوث ذلك حيث يتم مراقبة العدادات عن بُعد. ستؤدي أي محاولات للعبث بها إلى إصدار تنبيه. وإذا كان هناك انحرافات في استهلاك الطاقة ، فسيتم إخطار الشركات على الفور ، مما يؤدي إلى اتخاذ إجراءات سريعة.


يشجع على استخدام الطاقة المتجددة

تسمح الشبكات الذكية للمستهلكين بإعادة الطاقة إلى الشبكة وتنظيمها وتتبعها. إذا استخدم المستهلك طرقًا مختلفة لتوليد الكهرباء ، وكانوا ينتجون كميات زائدة ، فيمكنهم إعادة إدخالها في الشبكة وتحقيق ربح.


هذا يقلل من الاعتماد على النفط ، والذي يجلب معه عددًا كبيرًا من الفوائد الإضافية مثل تقليل الانبعاثات ، والتأثير الإيجابي على البيئة ، وكذلك مكافحة تغير المناخ.


انخفاض مصروفات الصيانة

حاليًا ، تنفق الشركات مبلغًا كبيرًا من المال كل عام لإصلاح البنية التحتية القديمة وصيانتها. يمكن أن يساعد الانتقال إلى شبكة ذكية في تقليل نفقات الصيانة نظرًا لأن جميع التقارير والتتبع تتم تلقائيًا.


يمكن للشركات أن تمرر هذه الميزة للمستهلكين ، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض تكاليف الكهرباء للمستخدمين. يمكن للشركات بعد ذلك استثمار هذه المدخرات في البحث والتطوير.


الشبكة الذكية مقابل شبكات الكهرباء التقليدية

في الوقت الحالي ، تتمتع الشبكات الكهربائية التقليدية بقدرات تخزين قليلة. عادةً ما يتبعون نموذجًا يركز على الطلب ، حيث تقلل الشركات من جهد الشبكة للسماح باستخدام مستهلكين مختلفين.


عندما تأخذ في الاعتبار متغيرات مختلفة ، مثل تغيرات الطقس ، أو أضرار الحياة البرية ، أو التخريب من قبل البشر ، أو الكوارث الطبيعية ، يصبح من السهل رؤية صعوبة الحفاظ على الشبكات الكهربائية.


من ناحية أخرى ، تتمتع الشبكة الذكية بقدرات الشفاء الذاتي. هذا يعني ببساطة أن الشبكة تكتشف مناطق الانقطاع ، وتعيد توجيه الكهرباء تلقائيًا (إن أمكن) أثناء تنبيه فرق الإصلاح.


نظرًا لأنه يسمح بتدفق الكهرباء في اتجاهين ، يمكن لأصحاب المصلحة مراجعة البيانات التي يتم إدخالها في الشبكة والتنبؤ بالتغيرات في الطلب والتخطيط للطقس العاصف وإعداد خطط الطوارئ للانقطاعات الطويلة.


الهدف هو إنشاء شبكة تحتوي على حد أدنى من الانقطاعات وتمنعها من التحول إلى انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع. ستسمح التقنيات الجديدة بالاستجابة الأسرع من قبل خدمات الطوارئ ، ومن خلال الاعتماد على توليد الطاقة الموزعة ، يمكن أن يؤدي إلى تشكيل "شبكة صغيرة" ، حيث يمكن للمجتمع تشغيل خدماته الأساسية بنفسه في حالة الطوارئ.


تركز الشبكات الذكية على اللامركزية

لا تعتمد الشبكة الذكية فقط على عدادات أكثر ذكاءً أو خطوط طاقة أكثر كفاءة. كما أنه يركز بشكل أساسي على اللامركزية ، والتي تسمح بإنتاج الطاقة وتخزينها بالقرب من المستهلك.


لا يُترجم "الأقرب" دائمًا إلى مسافة فعلية مباشرة. بدلاً من ذلك ، ستسمح الشبكة الذكية لمستهلكي الطاقة بالبيع أيضًا. وبالتالي ، في حالة الانقطاع الخطير ، يمكنك بشكل فعال شراء الكهرباء من أحد الجيران إذا كان لديه نظام طاقة شمسية ، على سبيل المثال.


التحديات في نشر الشبكة الذكية

فكرة الشبكة الذكية واعدة ، لكنها لا تخلو من التحديات. التحدي الأكبر هو من المستهلكين ، الذين غالبًا ما يقاومون تركيب شيء أساسي مثل العداد الذكي.


نتيجة لذلك ، غالبًا ما تضطر الحكومات أو شركات الطاقة إلى تقديم مكافآت مالية أو فرض غرامات على العملاء الذين لا يمتثلون. هناك أيضًا تحدٍ أكبر يجب التغلب عليه: الأمن السيبراني.


إذا كنت قد شاهدت Die Hard 4 ، فمن المحتمل أنك تعرف هذا السيناريو. هناك دائمًا خطر يتمثل في إمكانية اختراق المتسللين لشبكة طاقة متصلة ، وتحويل الموارد ، أو الأسوأ من ذلك ، الاستيلاء على أجزاء من الشبكة. ومع ذلك ، فإن بنيتنا التحتية الحالية معرضة أيضًا لهذه المشكلات.


الشبكة الذكية هي خطة طويلة العقد

لا يمكن نشر الشبكة الذكية كلها مرة واحدة. سيتطلب اختبارًا مكثفًا ، خاصةً لأنه يتكون من ملايين المكونات التي يجب أن تعمل في وئام مع بعضها البعض. من السماح للأشخاص بحساب تكاليف الكهرباء الخاصة بهم إلى المساعدة في موازنة الأحمال الكهربائية ، يجب دمج كل جزء في الشبكة.


سيستغرق الأمر أكثر من عقد من الزمان حتى يتم تجميعها جميعًا ، ولكن بمجرد أن تصل الشبكة الذكية إلى مرحلة النضج ، فإن فوائدها ستتردد جيدًا في الأجيال القادمة.

تعليقات