Frá því seint á 19. öld hafa rafdreifikerfi (oft kölluð net) verið aðal raforkugjafi heimsins.Þegar þessi net eru búin til virka þau einfaldlega - framleiða rafmagn og senda það til heimila, bygginga og alls staðar þar sem þörf er á rafmagni.
En eftir því sem eftirspurn eftir raforku eykst þarf skilvirkara net.Nútíma „snjallnet“ rafdreifikerfi sem nú eru í notkun um allan heim treysta á nýjustu tækni til að hámarka skilvirkni.Þessi grein fjallar um skilgreiningu á snjallneti og helstu tækni sem gerir það snjallt.
Hvað ersnjallnetstækni?
Snjallnet er innviði fyrir orkudreifingu sem veitir tvíhliða samskipti milli veituveitenda og viðskiptavina.Stafræn tækni sem gerir snjallnetstækni kleift er meðal annars afl/straumskynjarar, stjórntæki, gagnaver og snjallmælar.
Sum snjallnet eru betri en önnur.Mörg lönd hafa lagt mikla áherslu á að breyta úreltum dreifingarnetum í snjallnet, en umbreytingin er flókin og mun taka mörg ár eða jafnvel áratugi.
Dæmi um snjallnetstækni og snjallnetsíhluti
Snjallmælar - Snjallmælar eru fyrsta skrefið í að byggja upp snjallnet.Snjallmælar veita viðskiptavinum og veituframleiðendum upplýsingar um orkunotkun á notkunarstað.Þeir veita upplýsingar um orkunotkun og kostnað til að gera notendum viðvart um að draga úr orkusóun og hjálpa veitendum að hámarka dreifingarálag yfir netið.Snjallmælar samanstanda almennt af þremur megin undirkerfum: rafkerfi til að mæla orkunotkun, örstýringu til að stjórna tækninni inni í snjallmælinum og samskiptakerfi til að senda og taka á móti orkunotkun/skipunargögnum.Að auki geta sumir snjallmælar haft varaafl (þegar aðaldreifingarlínan er niðri) og GSM einingar til að ákvarða staðsetningu mælisins í öryggisskyni.
Alheimsfjárfesting í snjallmælum hefur tvöfaldast á síðasta áratug.Árið 2014 var árleg fjárfesting á heimsvísu í snjallmælum $ 11 milljónir.Samkvæmt Statista ná alþjóðlegar fjárfestingar í snjallmælum $21 milljón árið 2019, að teknu tilliti til hagkvæmni kerfisins af því að innleiða snjallmæla.
Snjallir álagsstýringarrofar og dreifitöflur – Þó að snjallmælar geti veitt veituveitendum rauntímagögn stjórna þeir ekki dreifingu orku sjálfkrafa.Til að hámarka orkudreifingu á hámarksnotkunartímabilum eða til ákveðinna svæða nota rafveitur orkustýringartæki eins og skynsamlega álagsstýringarrofa og skiptiborð.Þessi tækni sparar umtalsvert magn af orku með því að draga úr óþarfa dreifingu eða stjórna sjálfkrafa álagi sem hefur farið yfir leyfileg notkunartíma.Til að hámarka orkudreifingu á hámarksnotkunartímabilum eða til ákveðinna svæða nota rafveitur orkustýringartæki eins og skynsamlega álagsstýringarrofa og skiptiborð.Þessi tækni sparar umtalsvert magn af orku með því að draga úr óþarfa dreifingu eða stjórna sjálfkrafa álagi sem hefur farið yfir leyfileg notkunartíma.
Til dæmis notar borgin Wadsworth, Ohio, rafdreifikerfi sem byggt var árið 1916. Borgin Wadsworth hefur átt í samstarfi við Itron, framleiðandaSnjallir álagsstýringarrofar(SLCS), til að draga úr raforkunotkun kerfisins um 5.300 megavattstundir með því að setja upp SLCS á heimilum til að hjóla loftræstiþjöppur á hámarksnotkunartímabilum.Rafkerfissjálfvirkni – Sjálfvirkni raforkukerfisins er virkjuð með snjallnetstækni, sem notar háþróaða upplýsingatækniinnviði til að stjórna hverjum hlekk í dreifikeðjunni.Til dæmis nota sjálfvirk raforkukerfi snjöll gagnasöfnunarkerfi (svipað og snjallmæla), aflstýringarkerfi (svo sem snjallálagsstýringarrofa), greiningartæki, tölvukerfi og reiknirit rafkerfis.Samsetning þessara lykilþátta gerir ristinni (eða mörgum ristum) kleift að stilla sjálfkrafa og fínstilla sig með takmörkuðum mannlegum samskiptum sem krafist er.
Smart Grid Innleiðing
Þegar stafræn, tvíhliða samskipta- og sjálfvirknitækni er innleidd í snjallnetið munu ýmsar innviðabreytingar hámarka skilvirkni netsins.Innleiðing snjallnetsins hefur gert eftirfarandi innviðabreytingar kleift:
1.Dreifð orkuvinnsla
Vegna þess að snjallnetið getur stöðugt fylgst með og stjórnað orkudreifingu er ekki lengur þörf fyrir eina stóra orkuver til að framleiða rafmagn.Þess í stað er hægt að framleiða rafmagn með mörgum dreifðum rafstöðvum, svo sem vindmyllum, sólarorkubúum, sólarrafhlöðum fyrir íbúðarhúsnæði, litlum vatnsaflsstíflum o.fl.
2.Brotinn markaður
Snjallnet innviðir styðja einnig tengingu margra neta sem leið til að deila orku á skynsamlegan hátt milli hefðbundinna miðstýrðra kerfa.Sem dæmi má nefna að áður fyrr höfðu sveitarfélög aðskildar framleiðslustöðvar sem ekki tengdust nágrannasveitarfélögum.Með innleiðingu snjallnets innviða geta sveitarfélög lagt sitt af mörkum til sameiginlegrar framleiðsluáætlunar til að útrýma framleiðsluháð ef rafmagnsleysi verður.
3.Sending í litlum mæli
Einn stærsti orkusóunin á netinu er dreifing orku um langar vegalengdir.Með hliðsjón af því að snjallnet dreifa framleiðslu og markaði, minnkar nettódreifingarfjarlægð innan snjallnets verulega og dregur þannig úr sóun á dreifingu.Ímyndaðu þér, til dæmis, lítinn samfélags sólarorkubú sem framleiðir 100% af raforkuþörf samfélagsins á dag, í aðeins 1 km fjarlægð.Án sólarorkubús á staðnum gæti samfélagið þurft að fá orku frá stærri orkuveri í 100 kílómetra fjarlægð.Orkutapið sem kemur fram við flutning frá fjarlægum virkjunum getur verið hundrað sinnum meira en flutningstapið sem sést frá sólarorkuverum á staðnum.
4.Tvíhliða dreifing
Þegar um er að ræða sólarbú á staðnum getur komið upp sú staða að sólarbúið geti framleitt meiri orku en samfélagið eyðir og skapa þannig orkuafgang.Þessari umframorku er síðan hægt að dreifa inn á snjallnetið, sem hjálpar til við að draga úr eftirspurn frá fjarlægum virkjunum.
Í þessu tilviki streymir orka frá sólarorkustöðinni til aðalnets utan samfélagsins á daginn, en þegar sólarorkuverið er óvirkt streymir orka frá aðalnetinu til þess samfélags.Hægt er að fylgjast með þessu tvíátta orkuflæði og fínstilla það með orkudreifingaralgrími til að tryggja að sem minnst magn af orku fari til spillis hvenær sem er við notkun.
Í snjallnetsinnviði með tvíátta dreifingu og dreifðum netamörkum geta notendur starfað sem örframleiðendur.Sem dæmi má nefna að einstök heimili geta verið búin sjálfstæðum sólarljóskerfum sem framleiða rafmagn þegar þau eru í notkun.Ef PV kerfið fyrir íbúðarhúsnæði framleiðir umframorku, er hægt að afhenda þessa orku á stærra netið, sem dregur enn frekar úr þörfinni fyrir stórar miðstýrðar virkjanir.
Mikilvægi Smart Grid
Á þjóðhagslegu stigi eru snjallnet mikilvæg til að draga úr raforkunotkun.Margir staðbundnir veituveitendur og stjórnvöld bjóða upp á rausnarlegar og árásargjarnar ráðstafanir til að taka þátt í upptöku snjallneta vegna þess að það er fjárhagslega og umhverfislega hagkvæmt.Með því að taka upp snjallnet er hægt að dreifa orkuframleiðslu og útiloka þannig hættu á rafmagnsleysi, lækka rekstrarkostnað raforkukerfisins og útrýma óþarfa orkusóun.
Pósttími: 15. mars 2023