الشبكة الذكية Smart Grid وتعريف الشبكة الكهربائية و عداد الكهرباء smart meter و خصائص الشبكات الذكيّة، هذا ما سوف نتعرف عليه فيما يلي.
محتويات المقال
الشبكة الذكية Smart Grid
من المرُجّح أنّك قد سمعت عن مصطلح الشبكة الكهربائية الذكيّة (Smart Grid) من نشرة الأخبار أو من مزوّد الطاقة الخاصّ بك، لكن لا يعرف الجميع ما هي الشبكة، ناهيك عن مصطلح الشبكة الذكية. يشير مصطلح “الشبكة” إلى الشبكة الكهربائيّة، وهي شبكة من خطوط النقل والمحطّات الفرعيّة والمحوّلات وغيرها التي توفّر الكهرباء من محطّات توليد الطاقة إلى منزلك أو مكان عملك. وهذا هو ما تقوم بتوصيله عند تشغيل مفتاح الإضاءة أو تشغيل الكمبيوتر. بُنيت شبكتنا الكهربائيّة الحاليّة في تسعينيّات القرن التاسع عشر، وحُسِّنت مع تقدّم التكنولوجيا على مدار العقود الماضية. حاليّاً، تتكوّن الشبكة الكهربائيّة من أكثر من 9200 وحدة توليد بقدرة تتجاوز المليون ميغا واط، وترتبط بخطوط نقل يُقدَّر طولها بحوالي 300000 ميل. على الرّغم من أنّ الشبكة الكهربائيّة تُعتبر أعجوبة هندسيّة، إلّا أنّنا نزيدها تعقيداً، للمضي قدماً. نحتاج إلى نوع جديد من الشبكات الكهربائيّة، شبكة تُبنى من الأسفل إلى الأعلى، قادرة على التعامل مع الأطياف المتعدّدة من المعدّات الرقميّة والحاسوبيّة والتكنولوجيا التي تعتمد عليها والتي يمكنها أتمتة وإدارة التعقيد المتزايد لاحتياجات الكهرباء في القرن ال 21.
تعريف الشبكة الكهربائية
يتم تعريف الشبكة الكهربائية أو شبكة الكهرباء باسمالشبكة التي تربط بين وحدة توليد ونقل وتوزيع. إنها تزود الطاقة الكهربائية من وحدة التوليد إلى وحدة التوزيع. يتم نقل كمية كبيرة من الطاقة من محطة التوليد إلى مركز التحميل بسرعة 220 كيلو فولت أو أعلى. يسمى شكل الشبكة بواسطة خطوط الجهد العالي هذه الشبكة الفائقة. تغذي الشبكة الفائقة شبكة النقل الفرعية العاملة بسرعة 132 كيلو فولت أو أقل
تُوفِّر الشبكات الذكية جودة الطاقة لمجموعة من الاحتياجات
ليست كل المؤسسات التجارية، وبالتأكيد ليس جميع العملاء، بحاجة إلى نفس نوعيّة الطاقة.
عداد الكهرباء smart meter
العداد الذكي (بالإنجليزية: Smart meter) يشير غالبًا إلى عداد كهربائي يقوم بقياس استهلاك الكهرباء بتكرارية زمنية معينة (كل ساعة أو كل نصف ساعة)، ويحفظ العداد هذه القياسات على ذاكرة مدمجة مع العداد ومن ثم يرسلها إلى شركة الكهرباء على الأقل مرة واحدة في اليوم مما يفيد بتحديد أدق لاستهلاك المستخدم للكهرباء وأيضا يفيد بمراقبة نمط الاستهلاك
ميزة هذه العدادات أنها ترسل وتستقبل المعلومات (والأوامر) من وإلى المركز الرئيسي (شركة الكهرباء). وتبرز أهمية هذه العدادات في استخدامها كجزء من متطلبات الشبكة الذكية. فخلافًا للعدادات التقليدية توفر هذه العدادات تفصيلاً دقيقا لأوقات استهلاك الكهرباء من قبل المستخدم، كما وتنبه الشركة المزودة للكهرباء في حال وجود خلل ما عند المستهلك، وتمكن الشركة من قطع الكهرباء عن المستخدم عن بعد إذا أرادت، وأيضا تمكّنها من التعرف على وجود سحب غير مشروع للكهرباء من قبل المستخدم.
خصائص الشبكات الذكيّة
-تستوعب الشبكات الذكيّة جميع خيارات التوليد والتخزين
لا تستوعب الشبكة الذكيّة محطّات الطاقة المركزيّة الكبيرة فحسب، بل تستوعب أيضًا مصادر الطاقة الموزَّعة المتزايدة الخاصّة بالعملاء والمستهلكين.
إنّ دمج هذه الموارد -بما في ذلك مصادر الطاقة المتجدّدة ومصادر الطاقة الدامجة للطاقة والحرارة على نطاق صغير- سيزداد سريعًا خلال الوقت مع سلسلة القِيمة، من المورّدين إلى المُسوِّقين إلى العملاء -المستهلكين-.
-تَمكّن الشبكات الذكية من المنتجات والخدمات الجديدة والسوق
تَخلُق الأسواق المُصمَّمة والمُدارة بشكل صحيح فرصة للمستهلكين للاختيار من بين الخدمات المنافسة. من بعض متغيّرات الشبكة المستقلّة والتي يجب إدارتها بشكل صريح هي الطاقة والسعة والموقع والوقت ومعدّل التغيير والجودة. ويمكن أن تلعب الأسواق دورًا رئيسيًا في إدارة هذه المتغيرات. ويحتاج المنظمون والمالكون -المشغلون- والمستهلكون إلى المرونة لتعديل قواعد العمل لتناسب ظروف التشغيل والسُّوق.
-تُوفِّر الشبكات الذكية جودة الطاقة لمجموعة من الاحتياجات
ليست كل المؤسسات التجارية، وبالتأكيد ليس جميع العملاء، بحاجة إلى نفس نوعيّة الطاقة.
تُوفّر الشبكة الذكيّة درجات وأسعار متفاوتة من الطاقة. يُمكن تضمين تكلفة مميِّزات الجودة العالية في عقد الخدمة الكهربائية. تُراقِب طرق التحكُّم المتقدّمة المكوناتِ الأساسيّة للشبكة، مما يُتيح التّشخيص السّريع وإيجاد الحلول للأحداث التي تؤثّر على جودة الطاقة، مثل البرق وتَغيُّر العواصف وأعطال خطوط النّقل والمصادر التوافقيّة.
-تُحسِّن الشبكات الذكيّة استخدام عناصرها وكفاءة تشغيلها
تُطبِّق الشبكة الذكيّة أحدث التقنيّات لتحسين استخدام أركانها. على سبيل المثال، يمكن الوصول إلى السّعة المحسَّنة من خلال استخدام القدرات المتغيّرة، والتي تسمح باستخدام المولّدات في أحمال أكبر من خلال الاستشعار المستمرّ وتقييم قدراتها. يُمكن تحسين كفاءة الصيانة من خلال الصيانة القائمة على الظروف، والتي تُشير إلى الحاجة لصيانة المُعدّات في الوقت المناسب تمامًا.
يُمكن ضبط أجهزة التحكُّم بالنظام لتقليل الخسائر والقضاء على الازدحام. تزداد كفاءة التشغيل عند اختيار نظام توصيل الطاقة المُتاح والأقلّ تكلفة من خلال هذه الأنواع من أجهزة التحكم في النظام.
تُوفِّر الشبكات الذكيّة مرونة في التعامل مع الاضطرابات والكوارث الطبيعية
تُشير المرونة إلى قدرة النّظام على الاستجابة لأحداث غير مُتوقَّعة عن طريق عزل العناصر التي بها مشاكل بينما يُستَعاد بقيّة النّظام إلى التشغيل العادي. تؤدّي إجراءات العزل الذاتي هذه إلى تقليل انقطاع الخدمة للمستهلكين ومساعدة مُقدّمي الخدمات على إدارة البنية الأساسيّة لتوصيل الكهرباء بشكل أفضل.
