چرا به یک شبکه هوشمند نیاز داریم؟

چرا به یک شبکه هوشمند نیاز داریم؟
یک شبکه برق کامل، از خطوط انتقال، ترانسفورماتورها، پست های توزیع، تجهیزات و بخش های دیگر، نیروگاه ها و مصرف کنندگان تشکیل می شود.

برای تغییر شبکه باید دلایل قانع کننده ای داشته باشیم، خصوصاً اگر بخواهیم آن را پیچیده تر کنیم. محرک اصلی گرایش به شبکه هوشمند، کاهش گازهای گلخانه ای بوده است. بخش تولید برق، نقش بزرگی در دستیابی به این هدف دارد.

البته همه اجزای کلیدی سیستم قدرت بر این موضوع اثرگذار هستند، اما جایگزینی منابع تولید مبتنی بر سوخت های فسیلی با فناوری های جدید و با کربن کم یا بدون کربن نقش اساسی در این زمینه دارند.

این فناوری های نوین تولید برق مشخصه های متفاوتی نسبت به مولدهای مبتنی بر سوخت های فسیلی دارند و مهم ترین آن ها عبارتند از مولدهای تجدیدپذیر، مولدهای پراکنده و نیروگاه های هسته ای.

مولد های مبتنی بر انرژی های تجدیدپذیر، به ویژه توربین های بادی و پنل های فتوولتائیک را برخلاف ژنراتورهای سنتی نمی توان به آسانی کنترل کرد. این مولدهای برق از منابع غیر قابل کنترل باد و خورشید بهره می برند.

مولدهای پراکنده، شامل مولدهای تجدیدپذیر کوچک هستند، اما واحدهای ژنراتور دیزلی آماده به کار یا تولیدات مربوط به مولدهای همزمان برق و حرارت نیز به این دسته متعلق اند و به شبکه های توزیع متصل می شوند و ممکن است کنترل پذیری کمتری داشته باشند.

نتیجه گسترش چنین فناوری هایی این است که اندازه و حتی جهت پخش بار در شبکه بسیار غیر قابل پیش بینی خواهد شد و به راه هایی برای متعادل کردن تولید و مصرف به منظور پایدار نگه داشتن سیستم و تضمین اینکه شبکه به دلیل کم شدن تولید دچار اضافه بار نشود نیاز خواهد بود.

با اتصال مولدهای مختلف، چالشِ شبکه انتقال، یافتن و گسترش راه های جدید تعادل تولید و مصرف است.

علاوه بر بخش تولید، در بخش توزیع نیز به تغییرات زیر نیاز داریم:

• خانه ها ممکن است مولد یا ذخیره کننده انرژی الکتریکی باشند.
• گرمایش هوا و آب را می توان به جای گاز با برق انجام داد.
• خودروهای برقی و هیبریدی را می توان با خودروهای بنزینی جایگزین کرد (شارژ و دشارژ این خودروها به تعادل سیستم کمک می کند).

به هماهنگی بارها و مولدها نیاز داریم تا عملکرد شبکه در سطوح محلی، منطقه ای و ملی پشتیبانی شود.

اگر چنین چیزی در سمت توزیع رخ دهد، خانه ها به انرژی الکتریکی بیشتری نیاز دارند و الگوهای مصرف تغییرات قابل توجهی خواهند کرد و پخش بار در دو جهت خواهد بود.

در این صورت، پایش و کنترل هوشمندتر شبکه بهترین گزینه خواهد بود و کمترین هزینه را در بر خواهد داشت؛ بدین معنی که می توان قابلیت سیستم را با تجهیزات و راهکارهای مختلفی از جمله مبدل های الکترونیک قدرت بهبود داد.

همچنین می توان از کنتورهای هوشمند در خانه های هوشمند استفاده کرد. مثلاً می توان زمان کار برخی وسایل برقی را به گونه ای تنظیم کرد که با توجه به هزینه آنلاین برق کار کنند.

بدین ترتیب، بسیاری از مصرف کنندگان تشویق می شوند به صورت فعال مصارف خود را مدیریت کرده و به این ترتیب، تعادل سیستم قدرت بهبود یافته و محدودیت های شبکه مدیریت می شود.

بنابراین، به طور خلاصه می توان گفت که دلیل اصلی اینکه ما به یک شبکه هوشمندتر نیاز داریم، این است که به شرکت های برق کمک شود تا الزامات مصرف کنندگان را سریع تر و با هزینه بهینه ای (با تطبیق تقاضای در حال رشد اما کمتر قابل پیش بینی تا کوچک ترین سطوح سیستم) برآورده کنند.