تكنولوجيا الشبكات الذكية: مصدر جديد للطاقة المتجددة
في أبريل 2019، تجاوزت كمية الطاقة المتولدة من مصادر متجددة مثل الطاقة المائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية للمرة الأولى إجمالي الطاقة المنتجة من محطات تعمل بالفحم، وفقًا لتقرير الطاقة الكهربائية الشهري. كان ذلك حدثًا هامًا، على الرغم من أنه كان من المتوقع أن يكون تفوق الطاقة المتجددة مؤقتًا بمجرد حدوث تعديلات دورية مثل الزيادة في انخفاض الطاقة المائية. الطاقة المتجددة، سواء تم إنتاجها من قبل المرافق الإقليمية أو الشركات المستقلة، تزدهر، ويمكن للبنية التحتية لإنترنت الأشياء والتقنيات ذات الصلة أن تدعي قدرًا كبيرًا من الفضل في صعودها. يتيح إنترنت الأشياء تنظيمًا فعالًا لهذه المصادر المتقلبة والموزعة على نطاق واسع لإنتاج الكهرباء بمساعدة تكنولوجيا الشبكات الذكية.
النموذج الكهربائي الجديد: الشبكات الذكية
هذا النموذج الجديد هو الشبكات الذكية، والتي يجب أن تجعل من الممكن إدارة عدد كبير من الموارد الكهربائية المختلفة مع ضمان استقرار النظام بأقل قدر من الاستثمار. إنه يعتني باستقرار الكهرباء من خلال توفير جهد مستقر، وهو ما يجعل الأجهزة والآلات تعمل بشكل صحيح. ونتيجة لذلك، يلزم تجميع معدات جديدة جنبًا إلى جنب مع أحدث استراتيجيات التشغيل بالإضافة إلى وكلاء جدد يمكنهم التنبؤ بالتغيرات في النظام الكهربائي. ترد أدناه الفوائد الرئيسية للتكنولوجيا.
- بناء شبكة ريفية: تساهم تقنيات الشبكة الذكية في دعم وتحديث البنية التحتية القديمة، وخاصة في الشبكات الريفية.
- الحماية من الأعطال: تعزز تقنيات الشبكة الذكية النظام ضد الأعطال والانقطاعات والارتفاعات المفاجئة، خاصة في الشبكات الريفية.
- الكفاءة المثلى: التحكم والتنظيم المتطوران للغاية يجعلان التشغيل واسع الحيلة والأكثر فائدة ممكنًا.
- الاستخدام المستدام للطاقة: تقدم تقنيات العدادات الذكية فرصة لتحفيز العملاء نحو استخدام رشيد ومستدام للطاقة، وبالتالي تغيير عاداتهم في الاستهلاك.
- الاستخدام في المركبات الكهربائية: تسهل هذه التقنيات استخدام المركبات الكهربائية في المجتمعات وتوفر لها أدوارًا وقدرات جديدة، مثل تلك التي تنشأ من استراتيجية السيارة إلى الشبكة. في هذا السياق، فإنها تسهل تقدم نشر التخزين من قبل مشغلي أنظمة التوزيع والمستخدمين النهائيين.
النمو على مر السنين
شوهدت الأبحاث حول الشبكات الذكية مكبرة للغاية في العقد الأخير. هذا هو السبب في أن تكنولوجيا الشبكة الذكية قد تم نقلها من الواقع والاعتقاد الافتراضي إلى مرحلة التنفيذ. في السنوات العشر الماضية، تم نشر 26,668 مقالة بحثية مختلفة حول الشبكات الذكية والتي تظهر اهتمامًا كبيرًا من الباحثين في هذا المجال. يوضح الشكل أدناه الطلب والنشر الحكيم للبيانات حول تكنولوجيا الشبكة الذكية.
الانتقال إلى اقتصاد أخضر
الهدف العام للشبكات هو تعزيز كفاءة وموثوقية واستدامة الأجهزة التي تعمل بالكهرباء. في هذا الصدد، هذه هي الأسباب التالية التي تجعل تكنولوجيا الشبكة الذكية هي الخيار الأفضل حقًا الذي يجب علينا تعزيز الطاقة المتجددة.
- الكهرباء عند الطلب وتقليل الاستهلاك: الميزة الأهم للشبكات الذكية هي أنها تمكن من مراقبة استخدام الطاقة في أي وقت في أي عداد طاقة. لذلك، فإن المستخدمين النهائيين على دراية باستهلاكهم الحقيقي.
- استدامة الطاقة: أصبحت استدامة الطاقة مشكلة عالمية. في حين أن الطاقة المتجددة هي الجانب الرئيسي في التحول إلى اللون الأخضر، إلا أنها تنطوي على بعض المشكلات اللوجستية الخاصة بها. على سبيل المثال، من غير العملي تقريبًا استخدام الطاقة المتجددة من خلال أنظمة الشبكات القديمة والتقليدية والمتقادمة.
- توزيع البيانات الذكية: بأبسط الكلمات، فإن استخدام الشبكات الذكية لتزويد الطاقة هو الخطوة الرئيسية للانتقال نحو توزيع الطاقة الرقمية. توفر أجهزة الشبكة المحسنة وفي الوقت الفعلي والذكية معلومات كافية لمعالجة مشكلات جودة الطاقة في الوقت المناسب.
- الحد من انبعاثات الكربون: كل الطرق المذكورة أعلاه التي تدفع بها الشبكات الذكية الطاقة المتجددة تؤدي إلى تقليل استهلاك الطاقة مما يؤدي إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وبالتالي، فإن تكنولوجيا الشبكة الذكية تعزز مستقبلًا مستدامًا. عندما تحصل المرافق على مزيد من التحكم في الشبكات، يصبح نشر الطاقة المتجددة أسهل.
أصبح جزءًا لا غنى عنه من الاستدامة
التطور في التكنولوجيا والتحضر ومعايير مصدر الإيرادات وعزز الطلب على متطلبات الطاقة. وقد أدى ذلك إلى ارتفاع استخدام الطاقة الكهربائية إلى مستويات قد لا يمكن السيطرة عليها إذا تركت دون مراقبة. يتم استهلاك حوالي 75-80٪ من إجمالي استهلاك الطاقة في المدن المسؤولة عن 80٪ من انبعاثات الغازات الدفيئة. تحتوي تكنولوجيا الشبكة الذكية على طريقة لحل مشكلة توليد الطاقة الكهربائية وطريقة واسعة الحيلة لنشر وتوزيع هذه الطاقة. نظرًا لمرونتها، يمكن تثبيتها بسهولة أكبر وتتطلب مساحة أقل مقارنة بالشبكات التقليدية. يهدف مفهوم تصميم الشبكة الذكية إلى مراقبة الشبكة، وخلق القدرة على التحكم في الأصول، وتعزيز أداء وأمن نظام الطاقة وخاصة الجوانب الاقتصادية للعمليات والصيانة والتخطيط.