Mula noong huling bahagi ng ika-19 na siglo, ang mga sistema ng pamamahagi ng kuryente (kadalasang tinatawag na grids) ang pangunahing pinagkukunan ng kuryente sa mundo.Kapag ginawa ang mga grids na ito, gumagana ang mga ito nang simple – bumubuo ng kuryente at ipinapadala ito sa mga bahay, gusali, at saanman may pangangailangan para sa kuryente.
Ngunit habang tumataas ang pangangailangan para sa kuryente, kailangan ang isang mas mahusay na grid.Ang mga modernong "smart grid" na sistema ng pamamahagi ng kuryente na ginagamit ngayon sa buong mundo ay umaasa sa makabagong teknolohiya upang ma-optimize ang kahusayan.Sinasaliksik ng papel na ito ang kahulugan ng isang smart grid at ang mga pangunahing teknolohiya na ginagawa itong matalino.
Ano angteknolohiya ng matalinong grid?
Ang matalinong grid ay isang imprastraktura ng pamamahagi ng kuryente na nagbibigay ng two-way na komunikasyon sa pagitan ng mga utility provider at mga customer.Kabilang sa mga digital na teknolohiya na nagbibigay-daan sa mga teknolohiya ng smart grid ay mga power/current sensor, control device, data center, at smart meter.
Ang ilang mga smart grid ay mas matalino kaysa sa iba.Maraming mga bansa ang nakatuon ng maraming pagsisikap sa pag-convert ng mga hindi na ginagamit na grids ng pamamahagi sa mga smart grid, ngunit ang pagbabago ay kumplikado at aabutin ng mga taon o kahit na mga dekada.
Mga halimbawa ng mga teknolohiya ng smart grid at mga bahagi ng smart grid
Mga Smart Metro - Ang mga matalinong metro ay ang unang hakbang sa pagbuo ng isang matalinong grid.Ang mga smart meter ay nagbibigay ng point-of-use na data ng pagkonsumo ng enerhiya sa mga customer at mga producer ng utility.Nagbibigay ang mga ito ng impormasyon sa pagkonsumo ng enerhiya at gastos upang alertuhan ang mga user na bawasan ang pag-aaksaya ng enerhiya at tulungan ang mga provider na i-optimize ang mga pamamahagi ng load sa buong grid.Ang mga smart meter ay karaniwang binubuo ng tatlong pangunahing subsystem: isang power system para sukatin ang konsumo ng kuryente, isang microcontroller para pamahalaan ang teknolohiya sa loob ng smart meter, at isang communication system para magpadala at tumanggap ng energy consumption/command data.Bilang karagdagan, ang ilang matalinong metro ay maaaring magkaroon ng backup na kapangyarihan (kapag ang pangunahing linya ng pamamahagi ay down) at GSM modules upang matukoy ang lokasyon ng metro para sa mga layuning pangseguridad.
Ang pandaigdigang pamumuhunan sa matalinong metro ay dumoble sa nakalipas na dekada.Noong 2014, ang pandaigdigang taunang pamumuhunan sa mga smart meter ay $11 milyon.Ayon sa Statista, ang pandaigdigang pamumuhunan ng smart meter ay umabot sa $21 milyon pagsapit ng 2019, na isinasaalang-alang ang mga natamo ng kahusayan ng system mula sa pagpapatupad ng mga smart meter.
Smart load control switch at distribution switchboard – Bagama't ang mga smart meter ay makakapagbigay ng real-time na data sa mga utility provider, hindi nila awtomatikong kinokontrol ang pamamahagi ng enerhiya.Upang i-optimize ang pamamahagi ng kuryente sa mga panahon ng peak na paggamit o sa mga partikular na lugar, ang mga electric utilities ay gumagamit ng mga power management device gaya ng mga intelligent na load control switch at switchboard.Ang teknolohiyang ito ay nakakatipid ng malaking halaga ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbabawas ng hindi kinakailangang pamamahagi o awtomatikong pamamahala ng mga load na lumampas sa kanilang pinapayagang mga limitasyon sa oras ng paggamit.Upang i-optimize ang pamamahagi ng kuryente sa mga panahon ng peak na paggamit o sa mga partikular na lugar, ang mga electric utilities ay gumagamit ng mga power management device gaya ng mga intelligent na load control switch at switchboard.Ang teknolohiyang ito ay nakakatipid ng malaking halaga ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbabawas ng hindi kinakailangang pamamahagi o awtomatikong pamamahala ng mga load na lumampas sa kanilang pinapayagang mga limitasyon sa oras ng paggamit.
Halimbawa, ang lungsod ng Wadsworth, Ohio, ay gumagamit ng electrical distribution system na itinayo noong 1916. Ang Lungsod ng Wadsworth ay nakipagsosyo sa Itron, isang tagagawa ngMga Smart Load Control Switch(SLCS), upang bawasan ang sistema ng paggamit ng kuryente ng 5,300 megawatt na oras sa pamamagitan ng pag-install ng SLCS sa mga tahanan upang umikot ang mga air conditioning compressor sa panahon ng pinakamataas na panahon ng paggamit ng kuryente.Power System Automation – Ang power system automation ay pinagana ng smart grid technology, gamit ang makabagong IT infrastructure para kontrolin ang bawat link sa distribution chain.Halimbawa, ang mga automated power system ay gumagamit ng intelligent na data collection system (katulad ng sa mga smart meter), power control system (gaya ng smart load control switch), analytical tool, computing system, at power system algorithm.Ang kumbinasyon ng mga pangunahing sangkap na ito ay nagbibigay-daan sa grid (o maraming grids) na awtomatikong ayusin at i-optimize ang sarili nito nang may limitadong pakikipag-ugnayan ng tao na kinakailangan.
Pagpapatupad ng Smart Grid
Kapag ang digital, two-way na komunikasyon at mga teknolohiyang automation ay ipinatupad sa smart grid, maraming pagbabago sa imprastraktura ang magpapalaki sa kahusayan ng grid.Ang pagpapatupad ng Smart Grid ay nagbigay-daan sa mga sumusunod na pagbabago sa imprastraktura:
1.Desentralisadong produksyon ng enerhiya
Dahil patuloy na masusubaybayan at makokontrol ng smart grid ang pamamahagi ng enerhiya, hindi na kailangan ng isang malaking planta ng kuryente upang makabuo ng kuryente.Sa halip, ang kuryente ay maaaring gawin ng maraming desentralisadong istasyon ng kuryente, tulad ng mga wind turbine, solar farm, residential photovoltaic solar panel, maliliit na hydroelectric dam, atbp.
2.Fragmented market
Sinusuportahan din ng imprastraktura ng Smart grid ang koneksyon ng maraming grid bilang isang paraan ng matalinong pagbabahagi ng enerhiya sa mga tradisyonal na sentralisadong sistema.Halimbawa, noong nakaraan, ang mga munisipalidad ay may hiwalay na mga pasilidad sa produksyon na hindi konektado sa mga kalapit na munisipalidad.Sa pagpapatupad ng imprastraktura ng smart grid, maaaring mag-ambag ang mga munisipyo sa isang shared production plan para maalis ang dependency sa produksyon kung sakaling mawalan ng kuryente.
3.Maliit na paghahatid
Ang isa sa pinakamalaking basura ng enerhiya sa grid ay ang pamamahagi ng enerhiya sa malalayong distansya.Isinasaalang-alang na ang mga smart grid ay nagdesentralisa ng produksyon at mga merkado, ang net distribution distance sa loob ng isang smart grid ay makabuluhang nababawasan, kaya nababawasan ang distribution waste.Isipin, halimbawa, ang isang maliit na solar farm ng komunidad na bumubuo ng 100% ng mga pangangailangan ng kuryente sa araw ng komunidad, 1 km lang ang layo.Kung walang lokal na solar farm, maaaring kailanganin ng komunidad na kumuha ng kuryente mula sa isang mas malaking planta ng kuryente na 100 kilometro ang layo.Ang pagkawala ng enerhiya na naobserbahan sa panahon ng paghahatid mula sa malalayong mga planta ng kuryente ay maaaring isang daang beses na mas malaki kaysa sa mga pagkawala ng transmission na naobserbahan mula sa mga lokal na solar farm.
4.Dalawang-daan na pamamahagi
Sa kaso ng mga lokal na solar farm, maaaring mayroong isang sitwasyon kung saan ang solar farm ay maaaring makabuo ng mas maraming enerhiya kaysa sa kinokonsumo ng komunidad, kaya lumilikha ng isang labis na enerhiya.Ang labis na enerhiyang ito ay maaaring ipamahagi sa smart grid, na tumutulong na bawasan ang pangangailangan mula sa malalayong power plant.
Sa kasong ito, dumadaloy ang enerhiya mula sa solar farm patungo sa pangunahing grid na hindi pangkomunidad sa araw, ngunit kapag hindi aktibo ang solar farm, dumadaloy ang enerhiya mula sa pangunahing grid patungo sa komunidad na iyon.Ang bi-directional na daloy ng enerhiya na ito ay maaaring masubaybayan at ma-optimize ng mga algorithm ng pamamahagi ng kuryente upang matiyak na ang pinakamababang halaga ng enerhiya ay nasasayang anumang oras habang ginagamit.
Sa isang smart grid infrastructure na may bi-directional distribution at desentralisadong grid boundaries, ang mga user ay nagagawang kumilos bilang mga micro-generator.Halimbawa, ang mga indibidwal na tahanan ay maaaring nilagyan ng stand-alone na photovoltaic solar system na gumagawa ng kuryente kapag ginagamit.Kung ang residential PV system ay bumubuo ng labis na enerhiya, ang enerhiya na ito ay maaaring maihatid sa mas malaking grid, na higit pang mabawasan ang pangangailangan para sa malalaking sentralisadong power plant.
Ang Kahalagahan ng Smart Grid
Sa antas ng macroeconomic, ang mga smart grid ay kritikal sa pagbabawas ng konsumo ng kuryente.Maraming mga lokal na tagapagbigay ng utility at pamahalaan ang nag-aalok ng mapagbigay at agresibong mga hakbang upang lumahok sa pagpapatibay ng mga smart grid dahil ito ay kapaki-pakinabang sa pananalapi at kapaligiran.Sa pamamagitan ng pagpapatibay ng isang matalinong grid, ang produksyon ng enerhiya ay maaaring maging desentralisado, kaya inaalis ang panganib ng mga blackout, binabawasan ang mga gastos sa pagpapatakbo ng power system, at inaalis ang hindi kinakailangang pag-aaksaya ng enerhiya.
Oras ng post: Mar-15-2023