الشبكة الذكية

الشبكة الذكية نتحدث عنه من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات المميزة مثل خصائص الشبكات الذكيّة وتحديات الشبكات الذكية ثم الختام الأساس المنطقي لتكنولوجيا الشبكات الذكيّة تابعوا السطور القادمة.

الشبكة الذكية

-الشبكة الكهربائية الذكية هي عبارةٌ عن تكاملٍ بين شبكة توزيع الكهرباء، وأنظمة المعلومات، وأجهزة القياس، وتوفر جريان الكهرباء من المورّد (شركة الكهرباء مثلاً) إلى المستهلكين والعكس، من خلال شبكة توزيع الطاقة وباستخدام التقنيات الرقمية ثنائية الاتجاه. ويملك المورّد القدرة على التواصل مع الأجهزة الكهربائية للمستخدم النهائي وجمع المعلومات منها أو التحكم بها، ما يمكنه من التنبؤ بزيادة الطلب خلال ساعات الذروة والعمل على تحقيق التوازن بين العرض والطلب بشكلٍ أفضل.
-تتضمن مكوّنات الشبكة الذكية نظام مراقبة ذكي يتتبع تدفق الكهرباء في النظام، واستخدام خطوط نقل فائقة التوصيل لتقليل فقد الطاقة، بالإضافة إلى إمكانية دمج مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ووصلها بالشبكة الكهربائية من طرف المورد والمستهلكين أيضاً. ويمكننا تعريف الشبكة الكهربائية الذكية باختصار بأنها تطويرٌ للشبكة الكهربائية ودمجها مع شبكة اتصالاتٍ محوسبةٍ ثنائية الاتجاه، ما يتيح دمج التقنيات وأنظمة التحكم الجديدة في منظومة الطاقة بسهولة.
-تسعى العديد من الحكومات اليوم إلى الترويج لشبكات الكهرباء الذكية كوسيلة لمعالجة موثوقية الطاقة، الاحتباس الحراري، والقدرة على التكيف مع حالات الطوارئ.

خصائص الشبكات الذكيّة

-تُوفِّر الشبكات الذكية جودة الطاقة لمجموعة من الاحتياجات
تُوفّر الشبكة الذكيّة درجات وأسعار متفاوتة من الطاقة ويُمكن تضمين تكلفة مميِّزات الجودة العالية في عقد الخدمة الكهربائية وتُراقِب 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.
-تُتيح الشبكات الذكيّة مشاركة مقبولة ومعروفة مِن قِبَل المستهلكين
يساعد المستهلكون في تحقيق التوازن بين العرض والطلب، وضمان الاعتمادية من خلال تعديل طريقة استخدامهم وشرائهم للكهرباء. تأتي هذه التعديلات كنتيجة لامتلاك المستهلكين لعدد من الاختيارات التي تُشجِّع أنماطا وأشكالا مختلفة لشراء الكهرباء. تتضمن هذه الاختيارات تقنيّات جديدة ومعلومات جديدة حول استخدامهم للكهرباء وأشكالًا جديدة من تسعير الكهرباء والحوافز.
-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.

تحديات الشبكات الذكية

الشبكات الذكية واسعةٌ في نطاقها، فهي تتضمن عناصر وأدواتٍ تتكامل مع بعضها البعض، وهذا يفرض معاييرَ وتحدياتٍ كثيرةٍ ومعقدةٍ للغاية، يؤخذ على رأسها مسألة التنظيم وتحديد الأولويات في بناء شبكةٍ ذكيةٍ تُحقق جميع الأهداف التشغيلية والبيئية والاقتصادية المرجوّة منها. ومن هذه التحديات:
– التحديات الفنية:
تتكون الشبكة الكهربائية من عددٍ كبير من العقد الموزعة والمرتبطة التي تشتغل فورياً، وإن تحديد المكان الذي يجب أن تضاف إليه العناصر الذكية هو أمرٌ بالغ التعقيد. فالشبكة الذكية تمثل تحدياً فنياً يتضمن البنية التحتية لتقنية المعلومات والبنية التحتية الكهربائية، مما يتطلب معالجة معايير “الاتصال” الحالية لكلا الجانبين بشكلٍ متزامنٍ.
– قابلية التشغيل المشترك:
يتمثل التحدي في دمج الأجزاء من مجموعة متنوعة من مقدمي الخدمات المختلفين في جميع أنحاء العالم، فهناك حاجة كبيرة لوضع معايير التشغيل المشترك والتركيز على أوجه التداخل الرئيسية بدلاً من المواصفات الفنية التفصيلية لخلق مساحة من الحرية والابتكار، ولإتاحة إمكانية شراء معداتٍ من جهاتٍ مختلفة يمكنها أن تتوافق وتعمل مع بعضها البعض في نفس الوقت.
– قلة الوعي:
لا زال أمامنا طريقٌ طويلةٌ حتى تتوفر المعايير الناضجة والممارسات الأمثل التي يُمكن تطبيقها لتسهيل تفعيل الشبكات الذكية، حيث يحتاج القائمون على تصميم أنظمة الشبكات الذكية إلى إرشاداتٍ تنظيميةٍ واضحةٍ وفاعلِة لتبنّيها أثناء عملية التصميم.
– المعايير الدولية:
تبدو المعايير التي تطورها بعض الجهات في بعض الحالات مثاليةً ومتوافقةً، ولكن لا يُمكن تطبيقها على أرض الواقع دائماً، حيث أن كل جهة تطور معاييرها وُفقاً لمنظورها ومصالحها الخاصة، وقد تكون هذه المصالح والأسباب إقليمية أو محليةً، مما يعني أنها لن تتوافق مع أيّ محيط مختلفٍ في الظروف.

الأساس المنطقي لتكنولوجيا الشبكات الذكيّة

-تُواجه أنظمة الكهرباء في العالم عددًا من التحدّيّات، بما في ذلك البِنيّة التحتيّة المتقدّمة، والّنمو المستمرّ في طلب الكهرباء، ودمج أعداد متزايدة من مصادر الطاقة المتجدّدة والسيّارات الكهربائيّة، والحاجة إلى تحسين أمن إمداد الكهرباء وخفض انبعاثات الكربون.
-تُوفِّر تقنيّات الشبكات الذكيّة طرقًا ليس فقط لمواجهة هذه التحدّيّات ولكن أيضًا لتطوير مورد أكثر نظافة للطاقة بحيث يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وبأسعار أفضل وأكثر استدامة.
-ويجب أيضًا مواجهة هذه التحديات فيما يتعلَّق بالبيئة التنظيميّة التقنيّة والماليّة والتجاريّة الخاصّة بكلّ منطقة.
-بالنظر إلى طبيعة المُنظَّمة العالية لنظام الكهرباء، يجب على داعمي الشبكات الذكيّة التأكُّد من مشاركتهم مع جميع أصحاب المصلحة، بما في ذلك مُصنّعو المعدّات ومُشغّلو النّظام والمستهلكون، من أجل تطوير حلول تقنيّة وماليّة وتنظيميّة مُصمَّمة خصيصًا لتزيد من إمكانيّات الشبكات الذكيّة.