Mis on nutikas võrk ja milliseid eeliseid see toob?

Kogu riigis energiat varustav elektrivõrk koosneb ülekandeliinidest, elektrigeneraatoritest, trafodest, tarbijatest ja mitmetest muudest komponentidest.

USA elektrivõrk on tehnoloogia ja tehnika ime, mis koosneb enam kui 9200 elektritootmisüksusest. Ainuüksi ülekandeliinid ulatuvad üle 600 000 miili, laiali laiali igasugusel maastikul.

Kuid tavapärane elektrivõrk hakkab vananema. See on ebaefektiivne ja selle toimivust mõjutab märkimisväärne koormus. Selle asemel on nüüd rohkem tähelepanu pööratud "targale võrgule".

Mis on nutikas võrk?

Nutivõrgu mõiste viitab lihtsalt kaasaegsele targemale elektrivõrgule. Põhimõtteliselt kasutab nutikas võrk elektrihalduse parandamiseks digitaalse transformatsiooni jõudu, sageli asjade Interneti (IoT) tehnoloogiate ja suurandmete kasutamise abil.

USA praegune elektrivõrk loodi 1890. aastal ja seda on oluliselt muudetud. Kuigi seiretehnoloogiad on endiselt kasutusel, on need ebausaldusväärsed ja arhailised.

Nutikad võrgud võimaldavad kahesuunalist elektrivoolu ja pakuvad andmete suuremat täpsust. See hõlmab sageli nutikamate tehnoloogiate, sealhulgas ühendatud arvestite ja nutikate seadmete kasutamist, ning toetab taastuvenergia ülekandmist mõlemas suunas.

Miks on nutikas võrk oluline?

Interneti areng on toonud kaasa olulisi muutusi kõigis teistes tööstusharudes. Ka energiasektor on läbimas seda ümberkujundamist ja nutikale võrgule üleminek annaks parema tulemuse energia ülekandmine, tehnoloogilised täiustused, täpsem jälgimine ja aruandlus ning klientide teadlikkus. Nutivõrgule üleminekul on palju eeliseid.

Parem elektriülekande efektiivsus

Nutikad võrgud on võimelised reguleerima elektriülekannet, kuna need tuginevad intelligentsetele tehnoloogiatele, et leevendada elektrikadusid jaotamise ajal. See parandab elektriülekande tõhusust, millest saavad kasu kõik sidusrühmad.

Kiirem elektri taastamine pärast katkestusi

Elektrikatkestuse korral on nutikate tehnoloogiate abil palju lihtsam tuvastada, milline piirkond täpselt maas on. See võimaldab ettevõtetel lähetada meeskondi ja taastada toide palju kiiremini, võrreldes tavapäraste meetoditega, mis on ebausaldusväärsed ja suhteliselt aeglased.

Automaatne koormuse tasakaalustamine

Nutika elektrivõrgu suur eelis on automaatne koormuse tasakaalustamine, mis omakorda vähendab seadmete rikete riske. Kuna elektrikoormus kipub olenevalt välistest asjaoludest varieeruma, peavad ettevõtted seda käsitsi reguleerima.

Kuid nutikas võrk kasutab koormuste haldamiseks tarbimisharjumuste ülevaatamiseks tehnoloogiaid (sageli tuginedes geneetilistele algoritmidele). See vähendab elektriseadmetele avaldatavat stressi, eriti tipptundidel.

Vähendatud elektrivargused

Elektrivargus on tõsine probleem. Vastavalt Pepco, see on suuruselt kolmas varguse vorm riigis. Paljudel juhtudel varastatakse elekter arvesti võltsimise teel.

Tarbijad kas aeglustavad arvestit või peatavad selle täielikult, jätkates samal ajal elektritarbimist. Muudel juhtudel saab selle elektriliinide kaudu välja tõmmata.

Nutikas võrk võib seda takistada, kuna arvestiid jälgitakse kaugjuhtimisega. Kõik katsed seda rikkuda annavad tulemuseks hoiatuse. Ja kui elektritarbimises esineb kõrvalekaldeid, teavitatakse ettevõtteid sellest kohe, mis sunnib kiiresti tegutsema.

Julgustab kasutama taastuvenergiat

Nutikad võrgud võimaldavad tarbijatel energiat võrku tagasi toita ning seda reguleerida ja jälgida. Kui tarbija kasutab erinevaid elektritootmise viise, ja nad toodavad ülemääraseid koguseid, saavad nad selle võrku tagasi suunata ja kasumit teenida.

See vähendab sõltuvust naftast, mis toob endaga kaasa hulga täiendavaid eeliseid, nagu heitkoguste vähenemine, positiivne mõju keskkonnale ja ka võitlus kliimamuutustega.

Vähendatud hoolduskulud

Praegu kulutavad ettevõtted igal aastal märkimisväärse summa raha vananeva infrastruktuuri parandamiseks ja hooldamiseks. Nutivõrgule üleminek võib aidata hoolduskulusid vähendada, kuna kogu aruandlus ja jälgimine toimub automaatselt.

Ettevõtted saavad selle eelise tarbijatele edasi anda, mille tulemuseks on lõppkokkuvõttes tarbijate elektrikulud. Seejärel saavad ettevõtted need säästud investeerida teadus- ja arendustegevusse.

Smart Grid vs. Tavapärased elektrivõrgud

Praegu on tavapärastel elektrivõrkudel minimaalsed salvestusvõimalused. Tavaliselt järgivad nad nõudluskeskset mudelit, kus ettevõtted vähendavad võrgu pinget, et võimaldada erinevatel tarbijatel seda kasutada.

Kui võtate arvesse erinevaid muutujaid, nagu ilmamuutused, metsloomade kahjustused, inimeste sabotaažid või looduskatastroofid, on lihtne mõista, et elektrivõrke on raske hooldada.

Nutivõrgul on seevastu iseparanemisvõime. See tähendab lihtsalt, et võrk tuvastab katkestuspiirkonnad ja suunab elektri automaatselt ümber (kui võimalik), hoiatades samal ajal remondimeeskondi.

Kuna see võimaldab kahesuunalist elektrivoolu, saavad sidusrühmad üle vaadata võrku sisestatud andmed ja prognoosida nõudluse muutusi, planeerida halba ilma ja koostada situatsiooniplaanid pikemaks ajaks katkestused.

Eesmärk on luua võrk, mis sisaldab minimaalselt katkestusi ja hoiab ära nende muutumise ulatuslikeks elektrikatkestusteks. Uued tehnoloogiad võimaldavad hädaabiteenistustel kiiremini reageerida ja hajutatud elektritootmisele tuginedes võivad seda teha tulemuseks on "mikrovõrgu" moodustumine, kus kogukond saab oma olulisi teenuseid ise toita hädaolukord.

Nutikad võrgud keskenduvad detsentraliseerimisele

Nutikas võrk ei sõltu ainult nutikamatest arvestitest või tõhusamatest elektriliinidest. Samuti keskendutakse eelkõige detsentraliseerimisele, mis võimaldab energiat toota ja salvestada tarbijale lähemal.

"Lähedam" ei tähenda alati otsest füüsilist kaugust. Selle asemel võimaldab nutikas võrk müüa ka energiatarbijaid. Seega saaks tõsise rikke korral efektiivselt naabri käest elektrit osta, kui neil on a päikeseenergia süsteem, näiteks.

Väljakutsed nutika võrgu kasutuselevõtul

Nutivõrgu idee on paljulubav, kuid see pole ka väljakutseteta. Suurimaks väljakutseks on tarbijad, kes on sageli vastu millegi nii lihtsa kui nutika arvesti paigaldamisele.

Seetõttu on valitsused või elektriettevõtted sageli sunnitud pakkuma rahalisi hüvesid või määrama trahve klientidele, kes nõudeid ei täida. Samuti tuleb ületada veel üks suurem väljakutse: küberturvalisus.

Kui olete Die Hard 4 näinud, siis ilmselt teate seda stsenaariumi. Alati on oht, et häkkerid võivad murda sisse ühendatud elektrivõrku ja suunata ressursse mujale või, mis veelgi hullem, kaaperdada võrgu osi. See ütles, meie olemasolev infrastruktuur on samuti haavatav nendele probleemidele.

Nutikas võrk on kümnendi pikkune plaan

Nutivõrku ei saa korraga kasutusele võtta. See nõuab ulatuslikku testimist, eriti kuna see koosneb miljonitest komponentidest, mis peavad töötama üksteisega kooskõlas. Alates inimeste elektrikulude arvutamise võimaldamisest kuni elektrikoormuse tasakaalustamiseni peavad kõik osad võrku integreeruma.

Kulub rohkem kui kümme aastat, enne kui see kõik kokku saab, kuid kui nutivõrk jõuab küpsuseni, kajavad selle eelised ka järgmistesse põlvkondadesse.

Arvutage oma elektrikulud nende 8 käepärase tööriista abil

Loe edasi

Autori kohta