Ülke genelinde enerji sağlayan elektrik şebekesi, iletim hatları, jeneratörler, transformatörler, tüketiciler ve diğer birçok bileşenden oluşur.
ABD elektrik şebekesi, 9.200'den fazla elektrik üretim ünitesinden oluşan bir teknoloji ve mühendislik harikasıdır. Tek başına iletim hatları, her türlü araziye yayılarak 600.000 milden fazla bir alana yayıldı.
Ancak, geleneksel elektrik şebekesi yaşlanıyor. Verimsiz ve performansını etkileyen önemli bir yük var. Bunun yerine, artık bir "akıllı şebekeye" daha fazla odaklanılıyor.
Akıllı Şebeke Nedir?
Akıllı şebeke kavramı, basitçe modern, daha akıllı bir elektrik şebekesine atıfta bulunur. Esasen, akıllı bir şebeke, genellikle Nesnelerin İnterneti (IoT) teknolojilerinin ve büyük verilerin kullanılmasının yardımıyla, elektrik yönetimini iyileştirmek için dijital dönüşümün gücünden yararlanır.
ABD'deki mevcut elektrik şebekesi 1890'da oluşturuldu ve önemli değişiklikler geçirdi. İzleme teknolojileri halen kullanımda olmakla birlikte, güvenilmez ve eskidir.
Akıllı şebekeler, iki yönlü elektrik akışına izin verir ve veriler üzerinde daha fazla doğruluk sunar. Genellikle bağlı sayaçlar ve akıllı cihazlar dahil olmak üzere daha akıllı teknolojilerin kullanımını içerir ve her iki şekilde de yenilenebilir enerji transferini destekler.
Akıllı Şebeke Neden Önemlidir?
İnternetin evrimi, diğer tüm endüstrilerde önemli değişiklikler getirdi. Enerji sektörü de bu dönüşümden geçiyor ve akıllı şebekeye geçiş, daha iyi enerji iletimi, teknolojik iyileştirmeler, daha doğru izleme ve raporlama ve müşteri farkındalığı ile sonuçlanacak. Akıllı şebekeye geçmenin birçok faydası vardır.
Geliştirilmiş Elektrik İletim Verimliliği
Akıllı şebekeler, dağıtım sırasında elektrik kayıplarını azaltmak için akıllı teknolojilere güvendikleri için elektrik iletimlerini düzenleyebilir. Bu, elektrik iletiminin verimliliğini artırır ve sonuç olarak tüm paydaşlara fayda sağlar.
Kesintilerden Sonra Daha Hızlı Elektrik Restorasyonu
Elektrik kesintisi durumunda, akıllı teknolojiler kullanılarak tam olarak hangi bölgenin arızalı olduğunu tespit etmek çok daha kolay hale geliyor. Bu, şirketlerin güvenilir olmayan ve nispeten yavaş olan geleneksel yöntemlere kıyasla ekipleri göndermelerine ve gücü çok daha hızlı geri yüklemelerine olanak tanır.
Otomatik Yük Dengeleme
Akıllı bir elektrik şebekesinin en büyük yararı, ekipman arızası risklerini azaltan otomatik yük dengelemesidir. Elektrik yükü dış koşullara bağlı olarak değişme eğiliminde olduğundan, firmalar manuel ayarlamalar yapmak zorunda kalmaktadır.
Ancak akıllı bir şebeke, yükleri yönetmek için tüketim modellerini gözden geçirmek için (genellikle Genetik Algoritmalara dayanan) teknolojileri kullanır. Bu, özellikle yoğun zamanlarda elektrikli ekipman üzerindeki stresi azaltır.
Azaltılmış Elektrik Hırsızlığı
Elektrik hırsızlığı ciddi bir sorundur. Pepco'ya göre, ülkedeki üçüncü en büyük hırsızlık türü. Çoğu durumda, sayaç kurcalama yoluyla elektrik çalınır.
Tüketiciler elektrik tüketmeye devam ederken sayaçlarını ya yavaşlatırlar ya da tamamen durdururlar. Diğer durumlarda, elektrik hatları üzerinden sifonla çekilebilir.
Akıllı bir şebeke, sayaçlar uzaktan izlendiğinden bunun olmasını önleyebilir. Herhangi bir kurcalama girişimi bir uyarı ile sonuçlanacaktır. Ayrıca, güç tüketiminde sapmalar olması durumunda, şirketlere anında bilgi verilerek, hızlı aksiyon alınması isteniyor.
Yenilenebilir Enerjinin Kullanımını Teşvik Eder
Akıllı şebekeler, tüketicilerin enerjiyi şebekeye geri beslemesine, düzenlemesine ve izlemesine olanak tanır. Bir tüketici elektrik üretmenin farklı yollarını kullanıyorsa ve fazla miktarda üretiyorsa, bunu şebekeye geri besleyebilir ve kar elde edebilir.
Bu, petrole olan bağımlılığı azaltır ve beraberinde emisyonların azaltılması, çevre üzerinde olumlu bir etki gibi bir dizi ek fayda sağlar ve ayrıca iklim değişikliği ile mücadele eder.
Azaltılmış Bakım Masrafı
Şu anda şirketler, eskiyen altyapıyı onarmak ve sürdürmek için her yıl önemli miktarda para harcıyor. Akıllı şebekeye geçiş, tüm raporlama ve izleme otomatik olarak yapıldığından bakım harcamalarının azaltılmasına yardımcı olabilir.
Şirketler bu avantajı tüketicilere yansıtabilir ve bu da sonuçta kullanıcılar için daha düşük elektrik maliyetleriyle sonuçlanır. Şirketler daha sonra bu tasarrufları araştırma ve geliştirmeye yatırabilir.
Akıllı Şebeke ve Konvansiyonel Elektrik Şebekeleri
Şu anda, geleneksel elektrik şebekeleri minimum depolama kapasitesine sahiptir. Genellikle, şirketlerin farklı tüketiciler tarafından kullanılmasına izin vermek için şebeke voltajını azalttığı talep merkezli bir model izlerler.
Hava değişiklikleri, vahşi yaşam hasarı, insanlar tarafından sabotaj veya doğal afetler gibi farklı değişkenleri hesaba kattığınızda, elektrik şebekelerinin bakımının zor olduğunu görmek kolaylaşır.
Akıllı bir şebeke ise kendi kendini iyileştirme yeteneklerine sahiptir. Bu basitçe, şebekenin kesinti alanlarını tespit ettiği ve onarım ekiplerini uyarırken elektriği (mümkünse) otomatik olarak yeniden yönlendirdiği anlamına gelir.
İki yönlü elektrik akışına izin verdiği için, paydaşlar şebekeye beslenen verileri gözden geçirebilir ve talepteki değişiklikleri tahmin edebilir, sert hava durumunu planlayabilir ve uzun süreli kesintiler için acil durum planları hazırlayabilir.
Amaç, minimum kesintileri içeren ve büyük ölçekli kesintilere dönüşmesini engelleyen bir ızgara oluşturmaktır. Yeni teknolojiler, acil servislerin daha hızlı yanıt vermesine olanak tanıyacak ve dağıtılmış güç üretimine güvenerek, bir topluluğun acil bir durumda temel hizmetlerine kendi başına güç sağlayabileceği bir "mikro şebeke" oluşumuyla sonuçlanabilir.
Akıllı Şebekeler Yerelleşmeye Odaklanıyor
Akıllı şebeke, yalnızca daha akıllı sayaçlara veya daha verimli elektrik hatlarına dayanmaz. Ayrıca, öncelikle enerjinin tüketiciye daha yakın üretilmesini ve depolanmasını sağlayan ademi merkeziyetçiliğe odaklanır.
"Yakın" her zaman doğrudan fiziksel mesafe anlamına gelmez. Bunun yerine, akıllı bir şebeke, enerji tüketicilerinin de satış yapmasına izin verecek. Böylece ciddi bir kesinti durumunda, örneğin güneş enerjisi sistemi olan bir komşunuzdan etkin bir şekilde elektrik satın alabilirsiniz.
Akıllı Şebeke Dağıtımındaki Zorluklar
Akıllı şebeke fikri umut verici, ancak zorlukları da yok değil. En büyük zorluk, akıllı sayaç gibi basit bir şeyin kurulumuna genellikle direnen tüketicilerden geliyor.
Sonuç olarak, hükümetler veya enerji şirketleri, genellikle uymayan müşterilere finansal ödüller sunmaya veya para cezaları uygulamaya zorlanır. Ayrıca üstesinden gelinmesi gereken daha büyük bir zorluk daha var: siber güvenlik.
Zor Ölüm 4'ü izlediyseniz, muhtemelen bu senaryoyu biliyorsunuzdur. Bilgisayar korsanlarının bağlı bir elektrik şebekesine girme ve kaynakları yönlendirme veya daha kötüsü şebekenin parçalarını ele geçirme riski her zaman vardır. Bununla birlikte, mevcut altyapımız da bu sorunlara karşı savunmasızdır.
Akıllı Şebeke On Yıl Boyunca Bir Plandır
Akıllı şebeke bir kerede dağıtılamaz. Özellikle birbiriyle uyumlu çalışması gereken milyonlarca bileşenden oluştuğu için kapsamlı testler gerektirecektir. İnsanların elektrik maliyetlerini hesaplamalarına izin vermekten elektrik yüklerini dengelemeye yardımcı olmaya kadar her parçanın şebekeye entegre olması gerekir.
Hepsinin bir araya gelmesi on yıldan fazla sürecek, ancak akıllı şebeke olgunlaştığında faydaları gelecek nesillere iyi bir şekilde yansıyacak.