19. yüzyılın sonlarından bu yana, güç dağıtım sistemleri (genellikle şebekeler olarak adlandırılır) dünyanın birincil elektrik kaynağı olmuştur.Bu şebekeler oluşturulduğunda oldukça basit çalışırlar; elektrik üretirler ve bunu evlere, binalara ve elektriğe ihtiyaç duyulan her yere gönderirler.
Ancak elektriğe olan talep arttıkça daha verimli bir şebekeye ihtiyaç duyuluyor.Şu anda dünya çapında kullanımda olan modern "akıllı şebeke" güç dağıtım sistemleri, verimliliği optimize etmek için en son teknolojiye dayanmaktadır.Bu makale akıllı şebekenin tanımını ve onu akıllı yapan temel teknolojileri incelemektedir.
Nedirakıllı şebeke teknolojisi?
Akıllı şebeke, hizmet sağlayıcılar ve müşteriler arasında iki yönlü iletişim sağlayan bir enerji dağıtım altyapısıdır.Akıllı şebeke teknolojilerini mümkün kılan dijital teknolojiler arasında güç/akım sensörleri, kontrol cihazları, veri merkezleri ve akıllı sayaçlar yer alıyor.
Bazı akıllı şebekeler diğerlerinden daha akıllıdır.Birçok ülke, eski dağıtım şebekelerini akıllı şebekelere dönüştürmek için büyük çaba harcadı, ancak dönüşüm karmaşıktır ve yıllar, hatta on yıllar alacaktır.
Akıllı şebeke teknolojileri ve akıllı şebeke bileşenlerine örnekler
Akıllı Sayaçlar – Akıllı sayaçlar, akıllı şebeke oluşturmanın ilk adımıdır.Akıllı sayaçlar, müşterilere ve kamu hizmeti üreticilerine kullanım noktası enerji tüketimi verileri sağlar.Kullanıcıları enerji israfını azaltmaları konusunda uyarmak ve sağlayıcıların şebekedeki dağıtım yüklerini optimize etmelerine yardımcı olmak için enerji tüketimi ve maliyet bilgileri sağlarlar.Akıllı sayaçlar genel olarak üç ana alt sistemden oluşur: Güç tüketimini ölçen bir güç sistemi, akıllı sayacın içindeki teknolojiyi yöneten bir mikro denetleyici ve enerji tüketimi/komut verilerinin gönderilip alınmasını sağlayan bir iletişim sistemi.Ayrıca bazı akıllı sayaçlar, güvenlik amacıyla sayacın yerini tespit etmek için yedek güce (ana dağıtım hattı kapalı olduğunda) ve GSM modüllerine sahip olabilir.
Akıllı sayaçlara yapılan küresel yatırım son on yılda iki katına çıktı.2014 yılında akıllı sayaçlara yapılan küresel yıllık yatırım 11 milyon dolardı.Statista'ya göre, akıllı sayaçların uygulanmasından elde edilen sistem verimliliği kazanımları da dikkate alındığında küresel akıllı sayaç yatırımları 2019 itibarıyla 21 milyon dolara ulaşıyor.
Akıllı yük kontrol anahtarları ve dağıtım panoları – Akıllı sayaçlar hizmet sağlayıcılara gerçek zamanlı veriler sağlasa da enerji dağıtımını otomatik olarak kontrol etmezler.Elektrik hizmetleri, yoğun kullanım dönemlerinde veya belirli alanlara güç dağıtımını optimize etmek için akıllı yük kontrol anahtarları ve santraller gibi güç yönetimi cihazlarını kullanır.Bu teknoloji, gereksiz dağıtımı azaltarak veya izin verilen kullanım süresi sınırlarını aşan yükleri otomatik olarak yöneterek önemli miktarda enerji tasarrufu sağlar.Elektrik hizmetleri, yoğun kullanım dönemlerinde veya belirli alanlara güç dağıtımını optimize etmek için akıllı yük kontrol anahtarları ve santraller gibi güç yönetimi cihazlarını kullanır.Bu teknoloji, gereksiz dağıtımı azaltarak veya izin verilen kullanım süresi sınırlarını aşan yükleri otomatik olarak yöneterek önemli miktarda enerji tasarrufu sağlar.
Örneğin, Wadsworth, Ohio şehri, 1916'da inşa edilmiş bir elektrik dağıtım sistemini kullanıyor. Wadsworth Şehri, bir elektrik dağıtım şirketi olan Itron ile ortaklık kurdu.Akıllı Yük Kontrol Anahtarları(SLCS), elektrik kullanımının en yoğun olduğu dönemlerde evlere SLCS kurarak klima kompresörlerini çalıştırarak sistem elektrik kullanımını 5.300 megawatt saat azaltmak.Güç Sistemi Otomasyonu – Güç sistemi otomasyonu, dağıtım zincirindeki her bağlantıyı kontrol etmek için en son teknolojiye sahip BT altyapısını kullanan akıllı şebeke teknolojisi ile sağlanır.Örneğin, otomatik güç sistemleri akıllı veri toplama sistemlerini (akıllı sayaçlarınkine benzer), güç kontrol sistemlerini (akıllı yük kontrol anahtarları gibi), analitik araçları, bilgi işlem sistemlerini ve güç sistemi algoritmalarını kullanır.Bu temel bileşenlerin birleşimi, ızgaranın (veya birden fazla ızgaranın), sınırlı insan etkileşimi gerektirerek kendisini otomatik olarak ayarlamasına ve optimize etmesine olanak tanır.
Akıllı Şebeke Uygulaması
Akıllı şebekede dijital, iki yönlü iletişim ve otomasyon teknolojileri uygulandığında, bir takım altyapı değişiklikleri şebeke verimliliğini en üst düzeye çıkaracaktır.Akıllı Şebekenin uygulanması aşağıdaki altyapı değişikliklerini mümkün kılmıştır:
1.Merkezi olmayan enerji üretimi
Akıllı şebeke, enerji dağıtımını sürekli olarak izleyip kontrol edebildiği için artık elektrik üretmek için tek bir büyük enerji santraline ihtiyaç kalmıyor.Bunun yerine elektrik, rüzgar türbinleri, güneş enerjisi çiftlikleri, konutsal fotovoltaik güneş panelleri, küçük hidroelektrik barajlar vb. gibi birçok merkezi olmayan elektrik santrali tarafından üretilebilir.
2.Parçalanmış pazar
Akıllı şebeke altyapısı aynı zamanda geleneksel merkezi sistemler arasında enerjinin akıllıca paylaşılmasının bir yolu olarak birden fazla şebekenin bağlantısını da destekler.Örneğin geçmişte belediyelerin komşu belediyelere bağlı olmayan ayrı üretim tesisleri vardı.Akıllı şebeke altyapısının hayata geçirilmesiyle belediyeler, elektrik kesintisi durumunda üretim bağımlılığını ortadan kaldıracak ortak üretim planına katkıda bulunabilecek.
3.Küçük ölçekli iletim
Şebekedeki en büyük enerji israflarından biri enerjinin uzak mesafelere dağıtılmasıdır.Akıllı şebekelerin üretimi ve pazarları merkezileştirmediği göz önüne alındığında, akıllı şebeke içindeki net dağıtım mesafesi önemli ölçüde azaltılarak dağıtım israfı azaltılır.Örneğin, yalnızca 1 km uzakta, topluluğun gündüz elektrik ihtiyacının %100'ünü üreten küçük bir topluluk güneş enerjisi çiftliğini hayal edin.Yerel bir güneş çiftliği olmadığında topluluğun 100 kilometre uzaklıktaki daha büyük bir enerji santralinden enerji alması gerekebilir.Uzaktaki enerji santrallerinden iletim sırasında gözlenen enerji kayıpları, yerel güneş enerjisi santrallerinde gözlemlenen iletim kayıplarından yüz kat daha fazla olabilir.
4.İki yönlü dağıtım
Yerel güneş enerjisi çiftlikleri söz konusu olduğunda, güneş çiftliğinin toplumun tükettiğinden daha fazla enerji üretebileceği ve dolayısıyla enerji fazlası yaratabileceği bir durum ortaya çıkabilir.Bu fazla enerji daha sonra akıllı şebekeye dağıtılarak uzaktaki enerji santrallerinden gelen talebin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Bu durumda enerji gündüzleri güneş çiftliğinden ana topluluk dışı şebekeye akar, ancak güneş çiftliği aktif olmadığında enerji ana şebekeden o topluluğa akar.Bu çift yönlü enerji akışı, kullanım sırasında herhangi bir zamanda en az miktarda enerjinin israf edilmesini sağlamak için güç dağıtım algoritmaları tarafından izlenebiliyor ve optimize edilebiliyor.
Çift yönlü dağıtıma ve merkezi olmayan şebeke sınırlarına sahip akıllı şebeke altyapısında, kullanıcılar mikro jeneratörler gibi hareket edebiliyor.Örneğin bireysel evler, kullanım sırasında elektrik üreten bağımsız fotovoltaik güneş enerjisi sistemleriyle donatılabilir.Konutsal PV sistemi fazla enerji üretirse, bu enerji daha büyük şebekeye iletilebilir ve bu da büyük merkezi enerji santrallerine olan ihtiyacı daha da azaltır.
Akıllı Şebekenin Önemi
Makroekonomik düzeyde akıllı şebekeler elektrik tüketiminin azaltılması açısından kritik öneme sahiptir.Birçok yerel hizmet sağlayıcısı ve hükümet, finansal ve çevresel açıdan faydalı olduğu için akıllı şebekelerin benimsenmesine katılım için cömert ve agresif önlemler sunmaktadır.Akıllı bir şebekenin benimsenmesiyle enerji üretimi merkezileştirilmeyebilir, böylece elektrik kesintisi riski ortadan kaldırılabilir, güç sistemi işletme maliyetleri azaltılabilir ve gereksiz enerji israfı ortadan kaldırılabilir.
Gönderim zamanı: Mart-15-2023