Desde finais do século XIX, os sistemas de distribución de enerxía (moitas veces chamados redes) foron a principal fonte de electricidade do mundo.Cando se crean estas redes, funcionan de forma moi sinxela: xeran electricidade e envían a casas, edificios e a calquera lugar onde se precise electricidade.
Pero a medida que aumenta a demanda de electricidade, é necesaria unha rede máis eficiente.Os modernos sistemas de distribución de enerxía de "red intelixente" que agora se usan en todo o mundo confían na tecnoloxía de punta para optimizar a eficiencia.Este artigo explora a definición dunha rede intelixente e as tecnoloxías clave que a fan intelixente.
Que étecnoloxía de rede intelixente?
Unha rede intelixente é unha infraestrutura de distribución de enerxía que proporciona comunicación bidireccional entre provedores de servizos públicos e clientes.As tecnoloxías dixitais que permiten tecnoloxías de rede intelixente inclúen sensores de enerxía/corrente, dispositivos de control, centros de datos e contadores intelixentes.
Algunhas redes intelixentes son máis intelixentes que outras.Moitos países concentraron moito esforzo na conversión das redes de distribución obsoletas en redes intelixentes, pero a transformación é complexa e levará anos ou incluso décadas.
Exemplos de tecnoloxías de rede intelixente e compoñentes de rede intelixente
Contadores intelixentes: os contadores intelixentes son o primeiro paso para construír unha rede intelixente.Os contadores intelixentes proporcionan datos de consumo de enerxía no punto de uso aos clientes e produtores de servizos públicos.Ofrecen información sobre o consumo de enerxía e os custos para alertar aos usuarios para que reduzan o desperdicio de enerxía e axudan aos provedores a optimizar as cargas de distribución na rede.Os contadores intelixentes constan xeralmente de tres subsistemas principais: un sistema de enerxía para medir o consumo de enerxía, un microcontrolador para xestionar a tecnoloxía dentro do contador intelixente e un sistema de comunicación para enviar e recibir datos de consumo/comando de enerxía.Ademais, algúns contadores intelixentes poden ter enerxía de respaldo (cando a liña de distribución principal está apagada) e módulos GSM para identificar a localización do contador por motivos de seguridade.
O investimento global en contadores intelixentes duplicouse na última década.En 2014, o investimento anual global en contadores intelixentes foi de 11 millóns de dólares.Segundo Statista, os investimentos globais en contadores intelixentes alcanzan os 21 millóns de dólares en 2019, tendo en conta as ganancias de eficiencia do sistema derivadas da implementación de contadores intelixentes.
Interruptores intelixentes de control de carga e cadros de distribución: aínda que os contadores intelixentes poden proporcionar datos en tempo real aos provedores de servizos públicos, non controlan automaticamente a distribución de enerxía.Para optimizar a distribución de enerxía durante os períodos pico de uso ou a áreas específicas, as empresas eléctricas utilizan dispositivos de xestión de enerxía, como interruptores e cadros de distribución intelixentes de control de carga.Esta tecnoloxía permite aforrar cantidades importantes de enerxía ao reducir a distribución innecesaria ou xestionar automaticamente as cargas que superaron os límites de tempo de uso permitidos.Para optimizar a distribución de enerxía durante os períodos pico de uso ou a áreas específicas, as empresas eléctricas utilizan dispositivos de xestión de enerxía, como interruptores e cadros de distribución intelixentes de control de carga.Esta tecnoloxía permite aforrar cantidades importantes de enerxía ao reducir a distribución innecesaria ou xestionar automaticamente as cargas que superaron os límites de tempo de uso permitidos.
Por exemplo, a cidade de Wadsworth, Ohio, utiliza un sistema de distribución eléctrica construído en 1916. A cidade de Wadsworth asociouse con Itron, un fabricante deInterruptores intelixentes de control de carga(SLCS), para reducir o uso de electricidade do sistema en 5.300 megavatios hora mediante a instalación de SLCS nos fogares para utilizar os compresores de aire acondicionado durante os períodos pico de consumo eléctrico.Automatización do sistema de enerxía: a automatización do sistema de enerxía está habilitada pola tecnoloxía de rede intelixente, que utiliza unha infraestrutura de TI de última xeración para controlar cada elo da cadea de distribución.Por exemplo, os sistemas de enerxía automatizados empregan sistemas intelixentes de recollida de datos (similares aos dos contadores intelixentes), sistemas de control de enerxía (como interruptores de control de carga intelixentes), ferramentas analíticas, sistemas informáticos e algoritmos do sistema de enerxía.A combinación destes compoñentes clave permite que a cuadrícula (ou varias cuadrículas) se axuste e se optimice automaticamente cunha interacción humana limitada necesaria.
Implementación de Smart Grid
Cando as tecnoloxías dixitais, de comunicación bidireccional e de automatización se implementen na rede intelixente, unha serie de cambios na infraestrutura maximizarán a eficiencia da rede.A implantación da rede intelixente permitiu os seguintes cambios na infraestrutura:
1.Produción de enerxía descentralizada
Dado que a rede intelixente pode supervisar e controlar continuamente a distribución de enerxía, xa non é necesaria unha única central eléctrica grande para xerar electricidade.Pola contra, a electricidade pode ser producida por moitas centrais descentralizadas, como aeroxeradores, parques solares, paneis solares fotovoltaicos residenciais, pequenas presas hidroeléctricas, etc.
2.Mercado fragmentado
A infraestrutura de rede intelixente tamén admite a conexión de varias redes como un medio para compartir enerxía de forma intelixente entre os sistemas centralizados tradicionais.Por exemplo, no pasado, os concellos tiñan instalacións de produción separadas que non estaban conectadas cos concellos limítrofes.Coa implantación dunha infraestrutura de rede intelixente, os concellos poden contribuír a un plan de produción compartido para eliminar a dependencia da produción en caso de corte de luz.
3.Transmisión a pequena escala
Un dos maiores residuos enerxéticos da rede é a distribución da enerxía a longas distancias.Tendo en conta que as redes intelixentes descentralizan a produción e os mercados, a distancia neta de distribución dentro dunha rede intelixente redúcese significativamente, reducindo así o desperdicio de distribución.Imaxina, por exemplo, unha pequena granxa solar comunitaria que xera o 100% das necesidades eléctricas diurnas da comunidade, a só 1 km de distancia.Sen unha granxa solar local, a comunidade pode necesitar obter enerxía dunha central eléctrica máis grande a 100 quilómetros de distancia.As perdas de enerxía observadas durante a transmisión desde centrais distantes poden ser cen veces maiores que as perdas de transmisión observadas nas granxas solares locais.
4.Distribución bidireccional
No caso das granxas solares locais, pode darse unha situación na que a granxa solar poida xerar máis enerxía da que consome a comunidade, xerando así un excedente enerxético.Este exceso de enerxía pódese distribuír na rede intelixente, contribuíndo a reducir a demanda das centrais eléctricas distantes.
Neste caso, a enerxía flúe desde a granxa solar á rede principal non comunitaria durante o día, pero cando a granxa solar está inactiva, a enerxía flúe desde a rede principal a esa comunidade.Este fluxo de enerxía bidireccional pódese controlar e optimizar mediante algoritmos de distribución de enerxía para garantir que se desperdicie a menor cantidade de enerxía en calquera momento durante o uso.
Nunha infraestrutura de rede intelixente con distribución bidireccional e límites de rede descentralizados, os usuarios poden actuar como microxeradores.Por exemplo, as vivendas individuais poden estar equipadas con sistemas solares fotovoltaicos autónomos que xeran electricidade cando están en uso.Se o sistema fotovoltaico residencial xera enerxía en exceso, esta enerxía pódese entregar á rede máis grande, reducindo aínda máis a necesidade de grandes centrais eléctricas centralizadas.
A importancia da rede intelixente
A nivel macroeconómico, as redes intelixentes son fundamentais para reducir o consumo de electricidade.Moitos provedores de servizos públicos locais e gobernos ofrecen medidas xenerosas e agresivas para participar na adopción de redes intelixentes porque é beneficiosa financeira e ambientalmente.Ao adoptar unha rede intelixente, pódese descentralizar a produción de enerxía, eliminando así o risco de cortes de luz, reducindo os custos operativos do sistema eléctrico e eliminando o desperdicio de enerxía innecesario.
Hora de publicación: 15-mar-2023