Smart-Grid-Technologie: Neue erneuerbare Energiequelle
Im April 2019 übertraf die Menge des aus erneuerbaren Quellen wie Wasserkraft, Wind und Sonne erzeugten Stroms zum ersten Mal die gesamte Energie, die von Kohlekraftwerken erzeugt wurde, so der Electric Power Monthly. Es war ein Meilenstein, obwohl erwartet wurde, dass die Vorherrschaft der erneuerbaren Energien nur von kurzer Dauer sein würde, sobald zyklische Anpassungen wie der Anstieg der Wasserkraft eintraten. Erneuerbare Energien, ob von regionalen Versorgungsunternehmen oder in sich geschlossenen Unternehmen erzeugt, sind auf dem Vormarsch, und die Infrastruktur des Internet der Dinge und verwandte Technologien können einen erheblichen Teil des Erfolgs für sich beanspruchen. Das Internet der Dinge ermöglicht eine effiziente Organisation dieser volatilen und weit verteilten Stromerzeugungsquellen mithilfe der Smart-Grid-Technologie.
Das neue elektrische Paradigma: Smart Grids
Dieses neue Paradigma sind Smart Grids, die es ermöglichen müssen, eine relevante Anzahl verschiedener elektrischer Ressourcen zu verwalten und gleichzeitig die Systemstabilität mit den geringsten Investitionen zu gewährleisten. Es kümmert sich um die Stabilität des Stroms, indem es eine stabile Spannung liefert, die dafür sorgt, dass Geräte und Maschinen ordnungsgemäß funktionieren. Infolgedessen ist eine Zusammenstellung neuer Geräte zusammen mit den neuesten Betriebsstrategien sowie neuen Akteuren erforderlich, die Änderungen im elektrischen System vorhersagen können. Die wichtigsten Vorteile der Technologie sind nachfolgend aufgeführt.
- Aufbau eines ländlichen Netzes: Smart-Grid-Technologien tragen zur Unterstützung und Aktualisierung der veralteten Infrastruktur bei, insbesondere in ländlichen Netzen.
- Schutz vor Ausfällen: Smart-Grid-Technologien verstärken das System gegen Ausfälle, Stromausfälle und Überspannungen, insbesondere in ländlichen Netzen.
- Optimale Effizienz: Die hochentwickelte Steuerung und Organisation ermöglichen einen effizienten und vorteilhaftesten Betrieb.
- Nachhaltige Energienutzung: Smart-Meter-Technologien bieten die Möglichkeit, Kunden zu einem rationalen und nachhaltigen Umgang mit Energie zu motivieren und so ihre Nutzungsgewohnheiten zu ändern.
- Einsatz in Elektrofahrzeugen: Diese Technologien erleichtern den Einsatz von Elektrofahrzeugen in der Gesellschaft und geben ihnen neue Rollen und Kapazitäten, wie sie sich aus der Vehicle-to-Grid-Strategie ergeben. In diesem Zusammenhang ebnen sie den Weg für den Einsatz von Speichern durch Verteilnetzbetreiber und Endnutzer.
Wachstum im Laufe der Jahre
Die Forschung im Bereich Smart Grids hat im letzten Jahrzehnt enorm zugenommen. Dies ist der Grund, warum die Smart-Grid-Technologie von der virtuellen Realität und der Vorstellung in die Umsetzungsphase übergegangen ist. In den letzten zehn Jahren wurden 26.668 verschiedene Forschungsartikel über Smart Grids veröffentlicht, die ein großes Interesse der Forscher an diesem Gebiet zeigen. Die Abbildung unten zeigt die Nachfrage und die jährliche Veröffentlichung von Daten über die Smart-Grid-Technologie.
Übergang zu einer grünen Wirtschaft
Das übergeordnete Ziel von Netzen ist es, die Effizienz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Geräten, die mit Strom betrieben werden, zu verbessern. In diesem Zusammenhang sind dies die folgenden Gründe, warum die Smart-Grid-Technologie wirklich die beste Option ist, um erneuerbare Energien zu fördern.
- On-Demand-Strom & Reduzierung des Verbrauchs: Der wichtigste Vorteil von Smart Grids ist, dass sie die Überwachung des Energieverbrauchs jederzeit an jedem Stromzähler ermöglichen. So sind sich die Endnutzer ihres tatsächlichen Verbrauchs bewusst.
- Energie-Nachhaltigkeit: Energie-Nachhaltigkeit ist zu einem globalen Problem geworden. Während erneuerbare Energie der Schlüsselaspekt für eine umweltfreundliche Entwicklung ist, hat sie auch einige logistische Probleme. Zum Beispiel ist es fast unpraktisch, erneuerbare Energien über veraltete, traditionelle und gealterte Netze zu nutzen.
- Verteilung intelligenter Daten: Einfach ausgedrückt ist der Einsatz von Smart Grids zur Energieversorgung der wichtigste Schritt hin zur digitalen Energieverteilung. Optimierte, echtzeitfähige und intelligente Netzgeräte liefern ausreichend Informationen, um Probleme mit der Stromqualität rechtzeitig zu beheben.
- Reduzierung der Kohlenstoffemissionen: All die oben genannten Möglichkeiten, wie Smart Grids erneuerbare Energien vorantreiben, führen zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs, was zu einer Reduzierung der C02-Emissionen führt. Somit fördert die Smart-Grid-Technologie eine nachhaltige Zukunft. Wenn Versorgungsunternehmen mehr Kontrolle über die Netze erhalten, wird der Einsatz erneuerbarer Energien einfacher.
Werden ein unverzichtbarer Bestandteil der Nachhaltigkeit
Die Entwicklung in Technologie, Urbanisierung und Quelle von Umsatzstandards hat den Bedarf an Energiebedarf erhöht. Dies hat dazu geführt, dass der Stromverbrauch auf ein Niveau steigt, das möglicherweise nicht mehr kontrollierbar ist, wenn er unbeaufsichtigt bleibt. Etwa 75-80 % des gesamten Energieverbrauchs werden in Städten verbraucht, die für 80 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich sind. Die Smart-Grid-Technologie bietet eine Lösung für die Erzeugung von elektrischer Energie und eine raffinierte Möglichkeit zur Verbreitung und Verteilung dieser Energie. Aufgrund ihrer Flexibilität lässt sie sich leichter installieren und benötigt weniger Platz als herkömmliche Netze. Das Konzept des Smart-Grid-Designs zielt auf die Beobachtbarkeit des Netzes ab, schafft Kontrollierbarkeit der Anlagen und verbessert die Leistung und Sicherheit des Stromversorgungssystems und insbesondere die wirtschaftlichen Aspekte des Betriebs, der Wartung und der Planung.