Smart Energy Grids
D'global Energiefuerderung gëtt geschat op ongeféier 2,2 Prozent pro Joer ze wuessen. Dëst bedeit datt den aktuellen globalen Energieverbrauch vun iwwer 20 Petawatstonnen op 2030 Petawatstonnen am Joer 33 eropgeet. Gläichzäiteg gëtt de Schwéierpunkt geluecht, d’Energie méi effizient ze benotzen wéi jee virdrun.
1. Auto am Smart Gitter
Aner Projektioune viraussoen datt den Transport méi wéi 2050 Prozent vun der Stroumfuerderung bis 10 verbraucht, haaptsächlech wéinst der wuessender Popularitéit vun elektreschen an Hybrid Gefierer.
wann elektresch Auto Batterie Opluedstatiounen net richteg geréiert gëtt oder guer net eleng fonctionnéiert, besteet e Risiko vu Spëtzlaascht duerch ze vill Akkuen déi zur selwechter Zäit gelueden ginn. De Besoin fir Léisungen déi et erlaben Gefierer op optimal Zäiten ze gelueden (1).
Klassesch Kraaftsystemer aus dem XNUMX. Joerhonnert, an deenen Elektrizitéit haaptsächlech an zentrale Kraaftwierker produzéiert gouf an un d'Konsumenten iwwer Héichspannungsleitungen a Mëttel- a Nidderspannungsnetzwierker geliwwert gouf, si schlecht un d'Ufuerderunge vun der neier Ära ugepasst.
An de leschte Jore kënne mir och déi séier Entwécklung vu verdeelte Systemer gesinn, kleng Energieproduzenten, déi hiren Iwwerschoss mam Maart deele kënnen. Si hunn e wesentlechen Undeel a verdeelt Systemer. erneierbar Energiequellen.
Glossaire vun Smart Gitter
Ami - kuerz fir Advanced Metering Infrastructure. Heescht d'Infrastruktur vun Apparater a Software, déi mat Stroummeter kommunizéieren, Energiedaten sammelen an dës Daten analyséieren.
verdeelt Generatioun - Energieproduktioun vu klengen Generatiounsinstallatiounen oder Ariichtungen, déi direkt un d'Verdeelungsnetz verbonne sinn oder am Stroumsystem vum Empfänger sinn (hannert Kontroll- a Metergeräter), normalerweis Elektrizitéit aus erneierbaren oder net-traditionellen Energiequellen produzéieren, dacks a Kombinatioun mat Wärmeproduktioun (verdeelt Kogeneratioun) ). . Verdeelt Generatiounsnetzwierker kënnen zum Beispill Prosumer, Energiekooperativen oder kommunale Kraaftwierker enthalen.
Smart Meter – e Fernstroummeter, deen d’Funktioun huet, Energiemessdaten automatesch un de Fournisseur ze vermëttelen an domat méi Méiglechkeete fir de bewosste Gebrauch vum Stroum ubitt.
Mikro Muecht Quell - eng kleng Kraaftproduktiounsanlag, normalerweis fir eegene Konsum benotzt. D'Mikroquell kann kleng Haussolar-, Hydro- oder Wandkraaftwierker sinn, Mikroturbinen, déi op Naturgas oder Biogas lafen, Unitéiten mat Motoren, déi op Naturgas oder Biogas lafen.
Propositioun – e bewosst Energieverbraucher, deen Energie fir seng eege Besoinen produzéiert, zum Beispill a Mikroquellen, an den onbenotzten Iwwerschoss un d'Verdeelungsnetz verkeeft.
Dynamesch Tariffer – Tariffer déi deeglech Ännerungen an den Energiepräisser berücksichtegen.
Observéierbar Raumzäit
D'Léisung vun dëse Probleemer (2) erfuerdert en Netz mat enger flexibeler "denken" Infrastruktur, déi d'Energie genau do wou se gebraucht gëtt. Esou eng Entscheedung Smart Energienetz - Smart Stroumnetz.
2. Erausfuerderunge fir den Energiemaart
Allgemeng ass e Smart Grid e Stroumsystem deen d'Aktivitéite vun alle Participanten an de Prozesser vun der Produktioun, der Iwwerdroung, der Verdeelung an der Notzung intelligent integréiert fir Elektrizitéit op eng wirtschaftlech, nohalteg a sécher Manéier ze liwweren (3).
Seng Haaptviraussetzung ass d'Verbindung tëscht all Participanten um Energiemaart. D'Netz verbënnt Kraaftwierker, grouss a kleng, an Energieverbraucher an enger Struktur. Et kann existéieren a funktionnéieren dank zwee Elementer: Automatioun gebaut op fortgeschratt Sensoren an engem ICT System.
Fir et einfach ze soen: de Smart Netz "wësst" wou a wéini de gréisste Bedierfnes fir Energie an déi gréisste Versuergung entsteet, a kann iwwerschësseg Energie dohinner dirigéieren, wou se am meeschte gebraucht gëtt. Als Resultat kann esou en Netz d'Effizienz, d'Zouverlässegkeet an d'Sécherheet vun der Energieversuergungskette verbesseren.
3. Smart Gitter - Basis Schema
4. Dräi Beräicher vu Smart Gitter, Ziler a Virdeeler déi aus hinnen entstinn
Smart Netzwierker Erlaabt Iech d'Liesunge vu Stroummeter op afstand ze huelen, den Empfangsstatus an d'Netzwierk ze iwwerwaachen, souwéi de Profil vun der Energieempfang, illegalen Energieverbrauch z'identifizéieren, Stéierungen a Meter an Energieverloschter, den Empfänger op afstand trennen / verbannen, Tariffer wiesselen, Archiv a Gesetzesprojet fir liesen Wäerter, an aner Aktivitéiten (4).
Et ass schwéier d'Demande fir Elektrizitéit präziist ze bestëmmen, also normalerweis muss de System déi sougenannte waarm Reserve benotzen. D'Benotzung vu verdeelt Generatioun (kuckt de Smart Grid Glossary) a Kombinatioun mam Smart Grid kann d'Notzung wesentlech reduzéieren fir grouss Reserven voll operationell ze halen.
Sail Smart Gitter et gëtt eng extensiv Mooss System, intelligent Comptablesmethod (5). Et enthält Telekommunikatiounssystemer déi Miessdaten op Entscheedungspunkte vermëttelen, souwéi intelligent Informatioun, Prognosen an Entscheedungsprozesser.
Déi éischt Pilotinstallatioune vu "intelligenten" Metersystemer si schonn amgaangen ze bauen, déi eenzel Stied oder Gemengen ofdecken. Dank hinnen, kënnt Dir ënner anerem Stonneplang fir eenzel Clienten aginn. Dëst bedeit datt zu bestëmmten Zäiten vum Dag de Stroumpräis fir sou een eenzege Konsument méi niddereg ass, also ass et derwäert, zum Beispill eng Wäschmaschinn unzeschalten.
Laut e puer Wëssenschaftler, wéi e Grupp vu Fuerscher vum däitsche Max Planck Institut zu Göttingen ënner der Leedung vum Mark Timm, kéinten Millioune vu Smart Meter an Zukunft eng komplett autonom schafen. selbstreguléierend Netzwierk, dezentraliséiert wéi den Internet, a sécher well et resistent ass géint d'Attacke, déi zentraliséiert Systemer ausgesat sinn.
Kraaft aus Pluralitéit
Erneierbar Stroumquellen Wéinst der klenger Eenheetskapazitéit (RES) gi verdeelt Quellen. Déi lescht enthalen Quelle mat enger Eenheetskapazitéit vu manner wéi 50-100 MW, installéiert an der Noperschaft zum Endverbraucher vun Energie.
Wéi och ëmmer, an der Praxis variéiert d'Limite fir eng Quell, déi als verdeelt Quell ugesi gëtt, staark vu Land zu Land, zum Beispill Schweden ass 1,5 MW, Neuseeland 5 MW, USA 5 MW, UK 100 MW. .
Mat enger genuch grousser Zuel vu Quellen, déi iwwer e klenge Gebitt vum Stroumsystem verspreet sinn an duerch d'Méiglechkeeten, déi se ubidden Smart Gitter, Et gëtt méiglech a rentabel dës Quellen an engem System ze kombinéieren, deen vum Bedreiwer kontrolléiert gëtt, fir e "virtuell Kraaftwierk" ze kreéieren.
Säin Zil ass d'verdeelt Generatioun an ee logesch verbonne System ze konzentréieren, d'technesch a wirtschaftlech Effizienz vun der Stroumproduktioun ze erhéijen. Verdeelt Generatioun an der Noperschaft zu Energieverbraucher kann och lokal Brennstoffressourcen benotzen, dorënner Biokraftstoffer an erneierbar Energien, a souguer kommunalem Offall.
Eng virtuell Kraaftwierk verbënnt vill verschidde lokal Kraaftquellen an engem bestëmmte Beräich (Hydro-, Wand-, Photovoltaikkraaftwierker, Kombi-Zyklusturbinen, Motor-ugedriwwen Generatoren, asw.) an Energielagerung (Waasserbehälter, Batterien) déi vun enger Fernsteierbarkeet kontrolléiert ginn. extensiv IT-Netz. System.
Eng wichteg Funktioun an der Schafung vu virtuelle Kraaftwierker solle vun Energiespeichergeräter gespillt ginn, déi Iech erlaben d'Elektrizitéitsproduktioun un alldeegleche Verännerungen an der Konsumentefuerderung unzepassen. Normalerweis sinn esou Reservoiren Batterien oder Superkondensatoren; Pompelstatiounen kënnen eng ähnlech Roll spillen.
En energesch equilibréiert Gebitt, deen e virtuelle Kraaftwierk bilden, kann mat modernen Schalter vum Stroumnetz getrennt ginn. Sou e Schalter schützt, mécht Miessaarbechten a synchroniséiert de System mam Netz.
D'Welt gëtt méi clever
W Smart Gitter momentan investéiert vun all de gréissten Energiefirmen op der Welt. An Europa, zum Beispill, EDF (Frankräich), RWE (Däitschland), Iberdrola (Spuenien) a British Gas (UK).
6. Smart Gitter kombinéiert traditionell an erneierbar Quellen
E wichtegt Element vun dëser Zort System ass d'Telekommunikatioun Verdeelung Reseau, déi eng zouverlässeg zwee-Wee IP Iwwerdroung tëscht den zentrale Applikatioun Systemer a Smart Elektrizitéit Meter direkt um Enn vun der Muecht System gëtt, um Enn Konsumenten.
Am Moment sinn déi weltgréisste Telekommunikatiounsnetzwierker fir d'Bedierfnesser Smart Saachen vun de gréissten Energiebetreiber an hire Länner - wéi LightSquared (USA) oder EnergyAustralia (Australien) - gi mat Wimax Wireless Technologie produzéiert.
Zousätzlech ass déi éischt an eng vun de gréisste geplangten Implementatioune vum AMI (Advanced Metering Infrastructure) System a Polen, deen en integralen Deel vum Energa Operator SA säi Smart Netzwierk ass, d'Benotzung vum Wimax System fir Datenübertragung.
E wichtege Virdeel vun der Wimax-Léisung a Relatioun mat aneren Technologien, déi am Energiesecteur fir Datenübertragung benotzt ginn, wéi PLC, ass datt et net néideg ass, ganz Sektioune vu Stroumleitungen am Noutfall auszeschalten.
7. Energiepyramid an Europa
D'chinesesch Regierung huet e grousse laangfristeg Plang entwéckelt fir a Waassersystemer z'investéieren, d'Transmissiounsnetzwierker an d'Infrastruktur am ländleche Raum z'erweideren an auszebauen, an Smart Gitter. D'Chinese State Grid Corporation plangt se bis 2030 aféieren.
D'Japan Elektrizitéitsindustrie Federatioun plangt e Solar-ugedriwwen Smart Netz bis 2020 mat staatlecher Ënnerstëtzung z'entwéckelen. De Moment gëtt e staatleche Programm fir elektronesch Energie fir Smart Netzer ze testen an Däitschland ëmgesat.
An den EU-Länner gëtt en Energie-"Supernetz" geschaf, duerch dat erneierbar Energie verdeelt gëtt, haaptsächlech vu Wandparken. Am Géigesaz zu traditionelle Netzwierker wäert et net op alternéierend, mee op direkten elektresche Stroum (DC) baséieren.
Europäesch Fongen finanzéiert de Projet-Zesummenhang Fuerschung an Training Programm MEDOW, déi Universitéiten a Vertrieder vun der Energie Industrie zesumme bréngt. MEDOW ass eng Ofkierzung vum engleschen Numm "Multi-Terminal DC Grid For Offshore Wind".
Den Trainingsprogramm soll bis Mäerz 2017 lafen. Schafung erneierbar Energien Netzwierker op engem kontinentale Skala an efficace Verbindung zu bestehend Netzwierker (6) mécht Sënn wéinst der spezifesch Charakteristiken vun erneierbar Energien, déi duerch periodesch Iwwerschoss oder Mangel u Kapazitéit charakteriséiert ass.
De Smart Peninsula Programm, deen op der Hel Hallefinsel operéiert ass, ass bekannt an der polnescher Energieindustrie. Et ass hei datt d'Energa déi éischt Test-Fernliesesystemer vum Land implementéiert huet an déi entspriechend technesch Infrastruktur fir de Projet huet, dee weider Upgrade gëtt.
Dës Plaz gouf net zoufälleg gewielt. Dëse Beräich zeechent sech duerch héich Schwankungen am Energieverbrauch (héigen Verbrauch am Summer, vill manner am Wanter), wat eng zousätzlech Erausfuerderung fir Energieingenieuren entsteet.
Den implementéierte System soll net nëmmen duerch héich Zouverlässegkeet charakteriséiert ginn, mä och duerch Flexibilitéit am Clientsservice, wat hinnen erlaabt den Energieverbrauch ze optimiséieren, Stroumtariffer z'änneren an opkommende alternativ Energiequellen ze benotzen (Photovoltaikplacke, kleng Windturbinen, etc.).
Viru kuerzem ass och Informatioun erauskomm datt Polskie Sieci Energetyczne Energie a mächtege Batterien mat enger Kapazitéit vu mindestens 2 MW späichere wëll. De Bedreiwer plangt d'Energielagerungsanlagen a Polen ze bauen, déi de Stroumnetz ënnerstëtzen, fir d'Kontinuitéit vun der Versuergung ze garantéieren wann erneierbar Energiequellen (RES) ophalen ze funktionnéieren wéinst Mangel u Wand oder no Däischtert. De Stroum aus dem Lager geet dann an d'Netz.
Testen vun der Léisung kéint bannent zwee Joer ufänken. No inoffiziellen Informatioune bidden d'Japaner vun Hitachi PSE fir mächteg Batteriebehälter ze testen. Eng sou Lithium-Ion Batterie ass fäeg 1 MW Kraaft ze liwweren.
Warehouses kënnen och de Besoin reduzéieren fir konventionell Kraaftwierker an Zukunft auszebauen. Wandparken, déi duerch eng grouss Variabilitéit an der Kraaftausgabe charakteriséiert sinn (je no meteorologesche Bedéngungen), zwéngen traditionell Energie fir eng Kraaftreserve z'erhalen, sou datt d'Wandmillen zu all Moment mat reduzéierter Kraaftwierk ersat oder ergänzt kënne ginn.
Opérateuren uechter Europa investéieren an Energielagerung. Viru kuerzem hunn d'Briten déi gréissten Installatioun vun dësem Typ op eisem Kontinent lancéiert. D'Facilitéit um Leighton Buzzard bei London ass fäeg bis zu 10 MWh Energie ze späicheren a 6 MW Kraaft ze liwweren.
Hannert him stinn S&C Electric, Samsung, souwéi UK Power Networks an Younicos. Am September 2014 huet déi lescht Firma déi éischt kommerziell Energielagerung an Europa gebaut. Et gouf zu Schwerin, Däitschland gestart an huet eng Kapazitéit vu 5 MW.
D'Dokument "Smart Grid Projects Outlook 2014" enthält 459 Projeten, déi zënter 2002 ëmgesat goufen, an deenen d'Benotzung vun neien Technologien, ICT (Teleinformatioun) Fäegkeeten zur Schafung vun engem "Smart Grid" bäigedroen hunn.
Et sollt bemierkt ginn datt Projete Rechnung gedroe goufen, an deenen op d'mannst een EU-Memberstaat matgemaach huet (e Partner war) (7). Dëst bréngt d'Zuel vun de Länner, déi am Bericht ofgedeckt sinn, op 47.
Bis ewell sinn 3,15 Milliarden Euro fir dës Projete virgesinn, obwuel 48 Prozent dovunner nach net ofgeschloss sinn. R&D Projete verbrauchen momentan 830 Milliounen Euro, während Testen an Ëmsetzung 2,32 Milliarden Euro kaschten.
Dorënner, pro Awunner, investéiert Dänemark am meeschten. Frankräich a Groussbritannien, op der anerer Säit, maachen Projete mat den héchste Budgeten, am Duerchschnëtt 5 Milliounen Euro pro Projet.
Am Verglach zu dëse Länner hunn d'Osteuropa Länner vill méi schlecht gaangen. Laut dem Bericht generéiere se nëmmen 1 Prozent vum Gesamtbudget vun all dëse Projeten. No der Unzuel vun ëmgesate Projete sinn déi Top fënnef: Däitschland, Dänemark, Italien, Spuenien a Frankräich. Polen huet déi 18. Plaz am Ranking.
D'Schwäiz war virun eis, duerno Irland. Ënnert dem Slogan vum Smart Grid ginn op ville Plazen op der Welt ambitiéis, bal revolutionär Léisungen ëmgesat. Pläng fir de Stroumsystem ze moderniséieren.
Ee vun de beschte Beispiller ass den Ontario Smart Infrastructure Project (2030), deen an de leschte Joere virbereet gouf an eng geschätzte Dauer vu bis zu 8 Joer huet.
8. Plan fir Smart Grid an der kanadescher Provënz Ontario z'installéieren.
Energie Viren?
Wéi och ëmmer, wann Energie Reseau ginn wéi den Internet, Dir musst Rechnung huelen, datt et déi selwecht Gefore Gesiicht kann, datt mir an modern Computer Netzwierker Gesiicht.
9. Roboter entwéckelt fir an Energienetzwierker ze schaffen
F-Secure Laboe viru kuerzem gewarnt vun enger neier komplexer Bedrohung fir Industrieservicesystemer, dorënner Stroumnetz. Et gëtt Havex genannt an et benotzt eng extrem fortgeschratt nei Technik fir Computeren ze infizéieren.
Havex huet zwee Haaptkomponenten. Déi éischt ass Trojaner Software, déi benotzt gëtt fir den attackéierte System op afstand ze kontrolléieren. Dat zweet Element ass de PHP Server.
Den Trojanesche Päerd gouf vun Ugräifer op d'APCS / SCADA Software befestegt, verantwortlech fir d'Iwwerwaachung vum Fortschrëtt vun technologeschen a Produktiounsprozesser. Affer download esou Programmer aus spezialiséiert Siten, net bewosst vun der Bedrohung.
D'Affer vun Havex ware virun allem europäesch Institutiounen a Firmen, déi an industrielle Léisungen involvéiert sinn. En Deel vum Havex Code seet datt seng Creatoren, nieft dem Wëllen Daten iwwer Produktiounsprozesser ze klauen, och hire Cours beaflosse kënnen.
10. Beräicher vun Smart Gitter
D'Auteuren vun dëser Malware ware besonnesch un Energienetzwierker interesséiert. Eventuell en zukünfteg Element Smart Muecht System Roboter wäert och.
Viru kuerzem hunn d'Fuerscher vun der Michigan Technological University e Robotermodell (9) entwéckelt, deen Energie op Plazen liwwert, déi duerch Stroumausbréch betraff sinn, sou wéi déi duerch Naturkatastrophen.
Maschinnen vun deem Typ kéinten zum Beispill d'Telekommunikatiounsinfrastruktur (Tierm a Basisstatiounen) Stroum restauréieren fir d'Rettungsaktiounen méi effizient auszeféieren. Roboter sinn autonom, si selwer wielen de beschte Wee op hir Destinatioun.
Si kënnen Batterien u Bord oder Solarpanneauen hunn. Si kënnen all aner fidderen. Bedeitung a Funktiounen Smart Gitter wäit iwwer Energie goen (10).
D'Infrastruktur erstallt op dës Manéier kann benotzt ginn fir en neit mobilt Smart Liewen vun der Zukunft ze kreéieren, baséiert op modernsten Technologien. Bis elo kënne mir nëmmen d'Virdeeler (awer och Nodeeler) vun dëser Aart vu Léisung virstellen.
