Էներգիա և շրջակա միջավայր

Վերականգնվող էներգիայի ցանցի արդիականացում

Վերականգնվող էներգիայի ցանցի արդիականացում

Բիրմինգհեմում գտնվող Թայզլիի թափոնների էներգիայի գործարանը [Պատկերի աղբյուրը ՝Էլիոթ Բրաուն, Flickr]

Աշխարհի շատ երկրներում, ներառյալ արևմտյան մի քանի նահանգներ, էլեկտրական ցանցը հնացել է, այն տեխնոլոգիայով, որը վերադառնում է Թոմաս Էդիսոնի ժամանակներից: Դա նշանակում է, որ էլեկտրաէներգիայի համաշխարհային հատվածը պետք է էլեկտրաէներգիա մատակարարելու նոր եղանակներ գտնի, մասնավորապես այնպես, որ խուսափի կլիմայի փոփոխություն առաջացնող վնասակար ջերմոցային գազերի արտանետումներից կամ օդի վնասակար աղտոտումից կամ շրջակա միջավայրի այլ անբարենպաստ ազդեցություններից: Այլ նկատառումներից են արդյունավետության բարելավումը, ծախսերի իջեցումը և շուկայի աճը: Ամբողջ աշխարհում ավելի ու ավելի շատ երկրներ նախընտրում են վերականգնվող էներգիան ՝ հանածո վառելիքի և միջուկայինի:

Այնուամենայնիվ, վերականգնվող շատ տեխնոլոգիաներ, բացառությամբ կենսազանգվածից, որոնք առաջացել են կենսազանգվածից և անաէրոբ մարսողությունից և երկրաջերմայինից, ընդհատվում են ՝ կախված եղանակային պայմաններից: Այդ պատճառով վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաները պետք է ներառվեն վերականգնվող էներգիայի ընդհանուր բազմամշակութային փաթեթում `էներգախնայող համակարգերի, պահանջարկի նվազեցման ռազմավարության և էներգախնայողության համակարգերի աջակցությամբ, ինչպիսիք են խելացի ցանցերը:

Հատկապես կոմունալ ծառայությունները սկսում են արդիականացնել ցանցը խելացի ցանցերի զարգացման միջոցով, որոնք օգտագործում են տեղեկատվական և հաղորդակցական տեխնոլոգիաները ցանցն ավելի կառավարելի և արդյունավետ դարձնելու համար: Այնուամենայնիվ, նման ռազմավարության հաջողությունը պահանջում է, որ համակարգերն ու սարքերը փոխգործակցվեն միմյանց հետ ՝ կապված դրանց բարդության և ներգրավված սարքերի քանակի և մասշտաբի հետ:

Խելացի ցանցի ստեղծումը հիմնականում ենթադրում է առկա էլեկտրական ցանցի «համակարգչացում»: Դրան կարելի է հասնել երկկողմանի թվային հաղորդակցության տեխնոլոգիայի տեղադրմամբ, որը շփվում է ցանցը կառավարող տարբեր խելացի էներգետիկ սարքերի հետ, որոնցից յուրաքանչյուրը կարող է տեղադրվել սենսորներով `տեղեկատվություն հավաքելու համար: Այս սենսորները ներառում են էլեկտրաէներգիայի հաշվիչներ, լարման տվիչներ, անսարքությունների դետեկտորներ և այլն: Կլինի նաև երկկողմանի թվային հաղորդակցություն հենց իրենց սարքերի և ցանցային գործառնությունների կենտրոնի միջև, որը հնարավորություն է տալիս կոմունալին վերահսկել յուրաքանչյուր սարքավորում կամ նույնիսկ միլիոնավոր սարքեր մեկ կառավարման կենտրոնական վայրից:

Տեղեկատվական հաղորդակցության տեխնոլոգիայի կիրառումը ստեղծում է շուկա, որտեղ ընկերությունները պայքարում են նոր ծրագրեր և ծրագրակազմ մշակելու համար: Սա առաջացնում է կարևոր օգուտներ, ինչպիսիք են կիբերանվտանգությունը և վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիան ցանցին ինտեգրելու բարելավված ունակությունը, ներառյալ ցածր ածխածնային տրանսպորտը, ինչպիսիք են էլեկտրական մեքենաները (ԲՍ):

ԱՄՆ-ը մեծապես ներգրավված է ցանցի արդիականացման մեջ 2007 թ. Էներգետիկայի անկախության և անվտանգության մասին օրենքի ընդունումից հետո: Սա օրենսդրական աջակցություն է ցուցաբերում ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարության (DOE) խելացի ցանցային ծրագրին `ստեղծելով Smart Grid խորհրդատվական կոմիտե և Դաշնային Smart Grid Task Force- ը `որպես գործընթացի կարևոր մաս: EISA- ն նաև ստեղծեց Smart Grid տարածաշրջանային ցուցադրման նախաձեռնություն և DOE- ի և այլոց հետ Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտին (NIST) հանձնարարեց մշակել Smart Grid- ի փոխգործունակության շրջանակ: Ֆինանսները տրամադրվում են DOE- ի Դաշնային համապատասխանության ֆոնդի միջոցով Smart Grid- ի ներդրումային ծախսերի համար:

Էլեկտրաէներգիայի մատակարարման և էներգիայի հուսալիության գրասենյակը (OE) ստանձնում է ղեկավարության պատասխանատվությունը ԱՄՆ էլեկտրական ցանցի վերափոխման գործում `արդյունաբերության, գիտական ​​ոլորտի և նահանգի կառավարությունների հիմնական շահագրգիռ կողմերի օգնությամբ: Սա ենթադրում է հետազոտության և զարգացման զգալի առաջնահերթություններ, որոնք ուղղված են տարբեր մարտահրավերներին արձագանքելուն և էլեկտրական համակարգի խելացի ցանցի վերափոխումը արագացնելուն: Սա նաև ներառում է նոր բիզնես մոդելներ և կարգավորող քաղաքականություն:

[Պատկերի աղբյուրը ՝Յան Մութու, Flickr]

Մարտահրավերներ

ԱՄՆ-ում, հավանաբար, նաև այլ արևմտյան երկրներում առկա ցանցի հետ կապված հիմնական խնդիրներից մեկն այն է, որ տեղի են ունեցել քրոնիկ անբավարար ներդրումներ, մասնավորապես փոխանցման և բաշխման ոլորտում: ԱՄՆ-ում կան հարյուր հազարավոր բարձրավոլտ էլեկտրահաղորդման գծեր, բայց 2000 թվականից ի վեր տեղադրվել է ընդամենը 668 լրացուցիչ մղոն փոխանցում: Սա նշանակում է, որ համակարգի չսահմանափակման դեպքում համակարգի սահմանափակումները կշարունակեն վատթարանալ: Ներկայումս անջատումների և էլեկտրաէներգիայի որակի հետ կապված խնդիրները տարեկան ավելի քան 100 միլիարդ դոլար են արժեցել ամերիկյան բիզնեսին, և վերջին 40 տարվա ընթացքում առնվազն հինգ զանգվածային անջատում է տեղի ունեցել: Այնուամենայնիվ, եթե ցանցը նույնիսկ 5 տոկոսով ավելի արդյունավետ դառնար, դա 53 միլիոն մեքենայի վառելիքի և ջերմոցային գազերի արտանետմանը համարժեք էներգիա կխնայեր:

Խնդիրն ավելի է սրում այն ​​փաստը, որ մենք ապրում ենք արագ շարժվող թվայնացված հասարակությունում: Կլիմայի փոփոխության դեմ պայքարի համար ժամանակակից վերականգնվող տնտեսության անցման անհրաժեշտությունը լրացուցիչ պահանջներ է առաջացնում: Ներկայումս ԱՄՆ-ն արտադրում է աշխարհի ջերմոցային գազերի 25 տոկոսը, չնայած որ ունի համաշխարհային բնակչության միայն 4 տոկոսը: Ազգի էներգիայի կեսը դեռ արտադրվում է ածուխի գործարանների կողմից: Միևնույն ժամանակ, այնպիսի երկրներ, ինչպիսին Գերմանիան է, աշխարհում առաջատար են վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաների զարգացման մեջ, ինչպիսիք են արևը և քամին, մինչդեռ Japanապոնիան արագորեն անցնում է էներգիայի պահպանման առաջատար տեխնոլոգիայի զարգացմանը, իսկ Եվրամիությունը (ԵՄ) ընդունել է «խելացի ցանցի օրակարգ»: որում շենքերը հանդես կգան որպես մինի էլեկտրակայաններ:

2015 թվականի հունվարին Գերմանիայի դաշնային ցանցային գործակալության զեկույցի համաձայն, եվրոպական ազգային ցանցերը բախվում են հատկապես երեք հիմնական մարտահրավերների ՝ անհավասար էլեկտրաէներգիայի արտադրության, լայնածավալ կապի և էլեկտրաէներգիայի առևտրի ավելացման հետ:

Էլեկտրաէներգիայի անհավասար առաջացումը պայմանավորված է վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիայի ընդհատվող բնույթով, որը կարող է տատանումներ առաջացնել ցանցի կայունության վրա ազդող: Սա ազդում է ինչպես խոշոր հեռավոր գծերի հաղորդման գծերի, այնպես էլ տարածքային բաշխման ավելի ցանցերի վրա:

Երբ էներգիայի արտադրությունը դառնում է ավելի ապակենտրոնացված (բաշխված սերունդ), հիմնականում վերականգնվող էներգիայի համակարգերի միջոցով, ինչպիսիք են տանիքի արևային ՖՎ-ն և հողմակայանները, մեծ թվով էլեկտրաէներգիայի արտադրության կայանքներ միանում են ցանցին:

Էլեկտրաէներգիայի առևտուրը Գերմանիայի համար առանձնահատուկ խնդիր է իր կենտրոնական դիրքի պատճառով `դրանով իսկ տալով նրան տարանցիկ երկրի կարգավիճակ արևմտյան և արևելյան Եվրոպայի էլեկտրաէներգիայի շուկաների միջև: Սա նշանակում է, որ այն գնալով ստիպված է լինելու զբաղվել էլեկտրաէներգիայի ավելի միջսահմանային գործարքներով, որոնք գործում են ԵՄ այլ երկրներում:

Խելացի ցանցի պահանջները

Ինչպես բացատրում է ԱՄՆ էներգետիկայի նախարարությունը (DOE) 2010 թ. «Խելացի ցանց. Ներածություն» գրքում, նոր ազգային ցանցերը կլինեն խելացի, արդյունավետ, հարմարեցնող, խթանող, պատեհապաշտ, որակի վրա կենտրոնացած, դիմացկուն և կանաչ: Ի՞նչ է այս ամենը հստակ նշանակում:

Կողմից խելացի, DOE- ն նշանակում է, որ համակարգը կկարողանա զգալ գերբեռնվածությունը և վերափոխել ուժը ՝ կանխարգելումները կանխելու համար: Այն նաև կկարողանա ինքնավար գործել ավելի արագ տեմպերով, քան այն, ինչը հնարավոր է ապահովել մարդու ձեռքի աշխատանքով և համագործակցաբար ՝ կապ հաստատելով կոմունալ ծառայությունների, սպառողների և կարգավորող մարմինների միջև:

Դա կլինի արդյունավետ այն իմաստով, որ այն կկարողանա բավարարել ավելացված պահանջարկը ՝ առանց լրացուցիչ ենթակառուցվածքների տեղադրման անհրաժեշտության:

Խելացի ցանցը կկարողանա տեղավորել էներգիա վառելիքի ցանկացած աղբյուրից, մասնավորապես ՝ վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաների, ինչպիսիք են արևը և քամին: Այն կկարողանա դա անել շատ արագ և արդյունավետ և կկարողանա համակարգում ինտեգրել նոր սերնդի տեխնոլոգիաները, քանի որ դրանք զարգանում են էներգիայի պահպանման նոր տեխնոլոգիաներով ապահովված:

Համակարգը կօգնի դրդել սպառողները ՝ ուղղված իրենց էլեկտրաէներգիայի մատակարարման ավելի արդյունավետ կառավարմանը ՝ տնային տնտեսությունների և նրանց էներգիան ապահովող կոմունալ ծառայությունների միջև ավելի լավ հաղորդակցման միջոցով: Սա նշանակում է, որ նրանք կկարողանան մանրակրկիտ կարգավորել իրենց էներգիայի սպառումը ՝ կախված դրանց ճշգրիտ պահանջներից ՝ ըստ գնի և (կամ) բնապահպանական խնդիրների:

Խելացի ցանցը կստեղծի նորը հնարավորություններ և շուկաներ ՝ դրանով աշխատատեղեր ստեղծելով և զգալիորեն նպաստելով ազգային և համաշխարհային տնտեսությանը:

Դա կլինի որակի վրա կենտրոնացված այն առումով, որ այն ի վիճակի կլինի մատակարարել էլեկտրաէներգիան ՝ առանց էլեկտրական հոսանքի անկման, ցնցումների կամ այլ անկարգությունների ռիսկի: Այն լիովին կկարողանա աջակցել մեր թվայնացված հասարակությանը ՝ իր բոլոր բազում սարքերով ՝ համակարգիչներից, խաղային կոնսուլներով, խելացի սարքերով և այլ առաջատար էլեկտրոնիկայով:

Նոր էլեկտրացանցերը կլինեն դիմացկուն, որը կարող է կանխել բնական աղետների կամ կիբերհանցագործների հարձակումները խելացի ցանցի անվտանգության տեխնոլոգիայի օգտագործման միջոցով:

Վերջապես, համակարգը կլինի կանաչ - կլիմայի գլոբալ փոփոխություններին դիմակայելը և մեր կյանքը շատ ավելի կայուն դարձնել, քան ներկայումս են:

DOE- ն դասակարգում է նոր խելացի ցանցի բաղադրիչները ըստ հինգ հատուկ տեխնոլոգիաների: Դրանք են `ինտեգրված հաղորդակցությունները, զգայունությունը և չափումը, առաջադեմ բաղադրիչները, առաջադեմ կառավարիչները և բարելավված ինտերֆեյսները:

Վիզուալիզացիայի տեխնոլոգիան արդեն օգտագործվում է կոմունալ ծառայությունների կողմից իրական ժամանակում բեռի մոնիտորինգի և բեռի աճի պլանավորման համար: Այնուամենայնիվ, այս տեխնոլոգիան զուրկ է բազմազան տարբեր աղբյուրներից տեղեկատվություն ինտեգրելու կամ տարբեր օգտվողներին տեղեկատվություն ցուցադրելու հնարավորությունից: Առաջատար հաշվառման ենթակառուցվածքը (AMI) ուղղված է սպառողների ինտեգրմանը խելացի ցանցին ՝ նրանց հնարավորություն տալով ավելի արդյունավետ կառավարել իրենց էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը: Այն նաև թույլ է տալիս կոմունալ ծառայություններին ավելի արագ հայտնաբերել խնդիրները և ավելի արդյունավետ գործել իրենց համակարգերը: Գնի ազդանշանները կհեռարձակվեն խելացի սարքերի և խելացի տան կարգավորիչների և ջերմոստատների վրա: Այս սարքերը այնուհետև կմշակեն տեղեկատվությունը ՝ հիմնվելով սպառողի պահանջների վրա: Սա կշարունակվի հետին պլանում ՝ մարդու միջամտության նվազագույն պահանջով, որն իր հերթին զգալիորեն կխնայի ծախսերը: Ֆազորային կառավարման ստորաբաժանումները (PMU) նմուշառում են լարման և հոսանքի որոշակի վայրեր ՝ չափումներ կատարելով յուրաքանչյուր 2-4 վայրկյանում և դրանով իսկ հնարավորություն տալով համակարգի իրավիճակային իրազեկումը և կանխել խափանումները:

Այդ ամենը գործնականում դնելով

ԱՄՆ-ի բազմաթիվ նահանգներ այժմ ընդունել են Վերականգնվող պորտֆելի ստանդարտ (RPS), որը նպատակներ է դնում վերականգնվող էներգիայի ինտեգրման համար և կլիմայի փոփոխության դեմ պայքարի Փարիզի վերջերս կնքված համաձայնագիրը կնշանակի, որ աշխարհի ավելի շատ երկրներ կսկսեն բարձրացնել իրենց վերականգնվող էներգիան: ենթակառուցվածք `ներդաշնակ վերականգնվող էներգիայի նոր համաշխարհային շուկային:

Այնուամենայնիվ, Մեծ Բրիտանիայում վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաների սուբսիդավորման վերջին կրճատումները հարցականի տակ են դրել պահպանողական կառավարության կարողությունը և / կամ պատրաստակամությունը ներդրումներ կատարել կամ անցնել նոր խելացի ցանցի, որն ունակ է լիովին ինտեգրելու վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիան: 2015-ի մայիսին Մեծ Բրիտանիայի արևային էներգիայի ոլորտի առևտրային մարմինը `Արևի առևտրի ասոցիացիան (STA) ստիպված էր կառավարությանը կոչ անել ավելին անել ներդրումներ կատարելու ցանցի արդիականացման մեջ` վերականգնվող էներգիան ինտեգրելու համար: Ներկայումս Մեծ Բրիտանիան տառապում է ծերացող ենթակառուցվածքներից, որոնք կսահմանափակեն երկրի հնարավորությունները ՝ իր կլիմայի փոփոխության և վերականգնվող էներգիայի տարբեր թիրախները բավարարելու համար: Վեց տարի առաջ, Western Power Distribution- ը, Midland- ի, հարավ-արևմտյան Անգլիայի և Ուելսի շրջանային ցանցի օպերատորը (DNO), ստիպված էր փակել ցանցը վերականգնվող էներգիայի նոր նախագծերի համար, մասնավորապես Քորնուոլում, Դևոնում, Սոմերսեթում և Դորսեթում մշակվող ծրագրերի: Մինչդեռ, Անգլիայի էներգետիկ ցանցերի համաձայն, Անգլիայի արևելյան և հարավ-արևելքի որոշ հատվածներ գրեթե ոչ մի պահեստային հզորություն չունեն:

Մեծ Բրիտանիան պարտավոր է, որպես ԵՄ անդամ, մինչև 2020 թվականն իր էներգիայի առնվազն 15 տոկոսը արտադրել վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներից, բայց դրա կարողության վերաբերյալ աճում է անհանգստությունը: Ազգային վիճակագրության գրասենյակը (ONS) 2015-ի փետրվարին ասաց, որ Մեծ Բրիտանիան ստիպված կլինի կրկնակի կրկնապատկել իր վերականգնվող էլեկտրաէներգիան `հասցնելով 30 տոկոսի, եթե ցանկանում է հասնել իր ընդհանուր 2020 թիրախներին:

«Ridանցը այժմ տեղ-տեղ սկլերոտիկ է, և կան նույնիսկ համեստ արևային տանիքներ, որոնք չեն կարող ցանցային կապեր ստանալ», - ասում է Լեոնի Գրինը, STA- ի արտաքին գործերի նախկին ղեկավարը: «Մենք փորձում ենք հասնել նրան, որ DNO- ները գործեն ավելի ակտիվ բիզնեսի մոդելի վրա, բայց արևի քանակը, որը կանխատեսվում է 2023-ի համար, պակաս է, քան մենք ունենք այսօր: Մեզ մոտ բացակայում են հիմնական տեղեկատվությունը, քանի որ մենք չունենք գնահատական, թե որքան է մնացել իրական կարողությունը և ինչ է անհրաժեշտ 2020 թիրախները բավարարելու համար: Նոր պետքարտուղարը ժամանակ չունի վատնելու ժամանակ ցանցը ճիշտ հունի մեջ մտնելու համար, եթե ուզում ենք ցածր ածխածնային էլեկտրական համակարգ »:

Ըստ Energy UK- ի, Մեծ Բրիտանիայի ցանցն արդիականացնելու և այն խելացի ցանցի ստանդարտներին համապատասխանեցնելու համար կարժենա մոտ 30 միլիարդ ֆունտ ստեռլինգ:

[Պատկերի աղբյուրը ՝Վիքիմեդիա համայնքներ]

Եզրակացություն

Վերականգնվող էներգիայի քննադատները ձեզ կասեն, որ վերականգնվող էներգիայի տեխնոլոգիաների ընդհատվողությունը մեզ բոլորիս աստիճանաբար տանում է մի շարք զանգվածային, սպասվող էներգետիկ աղետների առաջիկայում, բայց դա ավելին է, քան քարոզչությունը: Եթե ​​ցանցն արդյունավետ արդիականացված է, և այն պետք է լինի, ապա այդպիսի խնդիրները կարող են արդյունավետորեն լուծվել: Մի խոսքով, վերականգնվող էներգիայի ապագան հարմարեցնելու համար ամբողջ էներգետիկ ցանցը պետք է ամբողջովին վերափոխվի: Լավ նորությունն այն է, որ հիմա հենց դա է տեղի ունենում:

«Փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում, ինչպես էլեկտրական մեքենաները, ինչպես վերականգնվող էներգիան, իսկապես չեն կարող տեղավորվել առկա ցանցերում», - ասաց էներգետիկայի անկախ խորհրդատու Johnոն Սքոթը, The Guardian- ի հետ զրույցում 2015-ի հունիսին: Պ-ն Սքոթը նաև անդամ է SmartGridGB ֆորումը, որը քննարկում և խթանում է Մեծ Բրիտանիայում խելացի ցանցի զարգացումը: «Այնպես որ, քան ցանցն ավելի ու ավելի մեծ դարձնել ... խելացի տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս շատ ավելին քաղել արդեն եղածից»:

Ըստ Մանչեսթերի համալսարանի խելացի բաշխման ցանցերի ավագ դասախոս դոկտոր Լուիս Նանդո Օչոայի, կամ Մեծ Բրիտանիան ստիպված կլինի միլիոնավոր ֆունտ վճարել `իր ներկայիս ցանցն ուժեղացնելու համար, կամ էլ պետք է խելացի տեխնոլոգիա ընդունի: Վերջին տարբերակի դեպքում ամեն ինչ ավելի արդյունավետ կարելի է վերահսկել նույն ենթակառուցվածքով, որն իրեն շատ ավելի խելացի է պահում:

Իրոք, ամեն ինչ արագորեն փոխվում է, բայց այնտեղ նորից պետք է: Մենք շատ երկար ենք սպասել, և փոփոխությունը վաղուց է սպասվել:


Դիտեք տեսանյութը: Վերականգնվող էներգետիկայի ոլորտ. Ռուզան Հարությունյան.  #բունֆորմատ (Հունվարի 2022).