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 Dominanz der erneuerbaren Energien nur von kurzer Dauer sein würde, sobald zyklische Anpassungen wie der Anstieg der Wasserkraft einbrachen. Erneuerbare Energien, ob von regionalen Versorgungsunternehmen oder eigenständigen Unternehmen erzeugt, sind auf dem Vormarsch, und die Infrastruktur des Internets der Dinge und verwandte Technologien können sich einen erheblichen Teil des Erfolgs anrechnen lassen. Das Internet der Dinge ermöglicht eine effiziente Organisation dieser volatilen und weit verteilten Stromerzeugungsquellen mit Hilfe 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. Sie kümmert sich um die Stabilität des Stroms, indem sie 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 Veränderungen im elektrischen System vorhersagen können. Die wichtigsten Vorteile der Technologie sind unten 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 ermöglicht einen ressourcenschonenden und vorteilhaftesten Betrieb.
- Nachhaltige Energienutzung: Smart-Meter-Technologien bieten die Möglichkeit, Kunden zu einem rationellen und nachhaltigen Umgang mit Energie zu motivieren und so ihre Nutzungsgewohnheiten zu verändern.
- Einsatz in Elektrofahrzeugen: Diese Technologien erleichtern den Einsatz von Elektrofahrzeugen in der Gesellschaft und geben ihnen neue Rollen und Kapazitäten, wie z. B. solche, die sich aus der Vehicle-to-Grid-Strategie ergeben. In diesem Zusammenhang erleichtern sie den Fortschritt des Einsatzes von Speichern durch DSOs und Endnutzer.
Wachstum im Laufe der Jahre
Die Forschung an den 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 Implementierungsphase überführt wurde. In den letzten zehn Jahren wurden 26.668 verschiedene Forschungsartikel über Smart Grids veröffentlicht, was ein großes Interesse der Forscher an diesem Gebiet zeigt. Die folgende Abbildung 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 zu verbessern, die mit Strom betrieben werden. In diesem Zusammenhang sind dies die folgenden Gründe, warum die Smart-Grid-Technologie wirklich die beste Option ist, die wir zur Förderung erneuerbarer Energien haben.
- On-Demand-Strom & Reduzierung des Verbrauchs: Der wichtigste Vorteil von Smart Grids ist, dass sie die Überwachung der Energienutzung jederzeit an jedem Energiemessgerät ermöglichen. So sind sich die Endverbraucher ihres tatsächlichen Verbrauchs bewusst.
- Energie-Nachhaltigkeit: Energie-Nachhaltigkeit ist zu einem globalen Problem geworden. Während erneuerbare Energien der Schlüsselaspekt für eine grüne Wende sind, hat sie einige logistische Probleme. So ist es beispielsweise nahezu unpraktisch, erneuerbare Energien über veraltete, traditionelle und gealterte Netze zu nutzen.
- Verteilung von Smart Data: Einfach ausgedrückt ist der Einsatz von Smart Grids zur Energieversorgung der wichtigste Schritt für den Übergang zu einer digitalen Energieverteilung. Optimierte, Echtzeit- und Smart-Grid-Geräte liefern ausreichende 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. So fördert die Smart-Grid-Technologie eine nachhaltige Zukunft. Wenn die Versorgungsunternehmen mehr Kontrolle über die Netze erhalten, wird der Einsatz erneuerbarer Energien einfacher.
Wird ein unverzichtbarer Bestandteil der Nachhaltigkeit
Die Entwicklung in der Technologie, die Urbanisierung und die Standards für die Einnahmequellen haben den Bedarf an Energiebedarf erhöht. Dies hat dazu geführt, dass der Stromverbrauch auf ein Niveau ansteigt, das 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 einen Weg für eine Lösung für die Erzeugung von elektrischer Energie und einen findigen Weg für die Verteilung und den Vertrieb dieser Energie. Aufgrund seiner Flexibilität kann er leichter installiert werden und benötigt im Vergleich zu herkömmlichen Netzen weniger Platz. Das Konzept des Smart-Grid-Designs zielt auf die Beobachtbarkeit des Netzes, die Schaffung der Kontrollierbarkeit von Vermögenswerten und die Verbesserung der Leistung und Sicherheit des Stromsystems sowie insbesondere der wirtschaftlichen Aspekte von Betrieb, Wartung und Planung ab.