بعد سنوات من الإحباط من شبكات الطاقة الكهربائية التقليدية، بما في ذلك انقطاع التيار الكهربائي وأوجه القصور المنهجية الهائلة، ظهر حل جديد يسمى الشبكة الذكية. دعونا نلقي نظرة على هذا الشكل المتفوق لتوزيع الطاقة وكيفية تحسينه على التكنولوجيا الحالية.

ما هي الشبكة الذكية وكيف تعمل؟

الشبكة الذكية هي شبكة طاقة كهربائية تستخدم طرق اتصال وإبلاغ مختلفة لتوفير الكهرباء السكنية والتجارية بطريقة أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة وصديقة للبيئة.

وهي تقوم بذلك من خلال دمج العديد من أشكال التكنولوجيا الحديثة التي تضعها فوق الشبكات التقليدية، بما في ذلك العدادات الذكية. على عكس العدادات القديمة التي تتطلب انتقال الموظف من مبنى إلى مبنى لتحديد استخدام كل مستهلك، تستخدم العدادات الذكية اتصالاً ثنائي الاتجاه لإفادة كل من المستخدم والمورد.

وخلافاً للشبكات السابقة، تقوم هذه العدادات بالإبلاغ عن استهلاك الطاقة في المنزل تلقائياً وتسمح بالاتصال والتحكم في النظام في الوقت الفعلي. وهذا يمنع حاجة المستهلكين إلى إجراء مدفوعات تقديرية. كما أنها تسمح بالتسعير المتغير، مما يساعد المستخدمين على خفض فواتير الكهرباء عن طريق نقل الاستهلاك غير الضروري إلى خارج ساعات الذروة.

وهذا بدوره يلغي الحاجة إلى انقطاع التيار الكهربائي المتجدد للحفاظ على طاقة الشبكة في بعض الأماكن، مثل تلك التي شهدها سكان كاليفورنيا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين في عهد الحاكم السابق غراي ديفيس.

وتشمل أيضاً أجهزة استشعار رقمية يمكنها اكتشاف كيفية استخدام المستهلكين للطاقة والمساعدة في تحديد أوجه القصور. على سبيل المثال، قد يتلقى العميل الذي يمتلك ثلاجة أو موقداً قديماً يستهلك كهرباء أكثر من الطراز الأحدث إشعاراً حول زيادة الاستخدام. وبمرور الوقت، يمكن للطراز الأحدث أن يدفع ثمنه من خلال فواتير كهربائية شهرية أقل.

يمكن دمج الشبكات الذكية بسهولة مع إنترنت الأشياء (IoT)، والتي تشير إلى الأجهزة الذكية المزودة بأجهزة استشعار. ويمكن تحويل الكهرباء من هذه الأجهزة في أوقات عدم الحاجة إليها، مثل وحدة تكييف الهواء في الشتاء أو المدفأة أثناء النهار.

مكونات الشبكة الذكية

تتألف الشبكة الذكية من عدة مكونات مهمة، بما في ذلك العدادات الذكية والأجهزة الذكية، والتي يمكن أن تساعد المنازل على استخدام الكهرباء بطريقة فعالة وغير مهدرة، مما يوفر المال لها ولمزود الطاقة الخاص بها.

الطاقة المتجددة المصادر وأنظمة التخزين يمكن أن تحمي البيئة بشكل أفضل. يمكن للمستهلك الذي يستخدم الألواح الشمسية أن يعيد تغذية النظام ببعض من تلك الكهرباء ويحصل على رصيد على فاتورته.

تتيح البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات التغذية الراجعة بين المستخدمين وشركة الكهرباء، مما يعود بالنفع على الطرفين من خلال خفض التكاليف وبالتالي الفواتير.

تقنيات الشبكة الذكية

تعمل الشبكة الذكية بكفاءة وفعالية بفضل العديد من التقنيات المحددة، بما في ذلك حجر الزاوية فيها، وهو العداد الذكي.

بالإضافة إلى المزايا المذكورة سابقاً، يسمح الاتصال ثنائي الاتجاه أيضاً بإشعارات فورية للمستخدم النهائي عند اكتشاف انقطاع الخدمة. في بعض الحالات، قد تصل هذه الإشعارات قبل أن يؤثر انقطاع التيار الكهربائي على المستهلك، مما يتيح له الوقت للاستعداد.

جزء مهم آخر من النظام هو استخدام بيانات الطور المتزامن، مما يعزز مراقبة شركة المرافق للنظام في الوقت الفعلي لضمان أن كل شيء يعمل بسلاسة قدر الإمكان. كما أنه يجعل تحديد الأخطاء وأوجه القصور والمشاكل الأخرى أكثر سهولة، مما يسمح للنظام بالعمل على النحو المنشود.

تستخدم الشبكات الذكية أيضًا مراكز بيانات تساعد في تنظيم المعلومات الواردة من المستهلكين الأفراد وتساعد في تحليل المعلومات التي تتلقاها العدادات الذكية وأنظمة المراقبة. يتم تجميع المعلومات وتخزينها بحماية خوارزمية تشفير مصممة لحماية خصوصية العملاء.

وأخيراً، تتضافر هذه التقنيات للمساعدة في إنشاء نظام الاستجابة للطلب، والذي يكافئ العملاء على تقليل أو تحويل استخدامهم للطاقة إلى خارج ساعات الذروة، مما يقلل الطلب على الشبكة بشكل عام ويضمن الاستقرار خلال ساعات الذروة. يمكن دمج هذه الوفورات مع الألواح الشمسية ائتمانات الطاقة لجعل النظام في متناول الجميع.

الشبكة الذكية مقابل الشبكة الكهربائية التقليدية

تتمثل إحدى المزايا الرئيسية للشبكة الذكية في زيادة وظائفها مقارنة بنظيراتها التقليدية. فالاتصال ثنائي الاتجاه يتيح أكثر بكثير من مجرد قيام الشركات بتوفير الطاقة للمستهلكين. كما أنها توفر أداءً أعلى من التقنيات التقليدية.

ولعل الأهم من ذلك أنها تتسبب أيضًا في انخفاض مستوى التأثير البيئي من خلال استخدام الطاقة بكفاءة أكبر، وهو أمر ضروري في مكافحة تغير المناخ على مستوى العالم.

كما لا يمكن التقليل من تأثيرها على العمليات التجارية، حيث إنها تسمح للشركات بتنظيم استهلاكها للطاقة بشكل أفضل وأن تكون أفضل في الحفاظ على البيئة، مما يقلل من النفقات العامة ويزيد من الأرباح.

ما هي فوائد الشبكة الذكية؟

يتمتع نظام الشبكة الذكية بالعديد من الفوائد، سواء كانت مستقلة عن الأنظمة السابقة أو مقارنة بها. وعموماً، فإن هذا النظام يعود بفوائد جمة على المستخدمين السكنيين والشركات وشركات الكهرباء والحكومات.

تتمثل إحدى الفوائد الأساسية لنظام الشبكة الذكية في كفاءته التشغيلية، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويمنع الحاجة إلى انقطاع التيار الكهربائي للحفاظ على طاقة الشبكة. كما أنه يقلل من الهدر، حيث لا يتم إرسال الطاقة إلى الأجهزة أو الأنظمة التي لا تحتاج إليها دائمًا.

كما أنها أكثر فعالية من حيث التكلفة من الأنظمة التقليدية لجميع الأطراف. توزيع أقل للطاقة من الشركة، واستخدام أكثر كفاءة من المستهلكين النهائيين، وأرصدة فواتير للعملاء الذين لديهم ألواح شمسية تعيد توزيع الكهرباء الزائدة إلى الشبكة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تعزيز مستوى التحكم في استخدام الكهرباء بشكل كبير، حيث يمكن توزيعها بشكل أكثر كفاءة. يمكن مراقبة الشبكات بشكل أفضل، ويمكن تحديد الانقطاعات بسرعة أكبر وربما منعها، ويمكن حل المشكلات المحتملة الأخرى قبل التأثير على المستهلكين.

الخاتمة

الشبكات الذكية أقل تكلفة، وأكثر صداقة للبيئة، وتوفر المزيد من التحكم، وتمثل مستقبل صناعة الكهرباء. للمزيد من المعلومات أو لمعرفة كيف يمكن لعملياتك الاستفادة من هذه التكنولوجيا الجديدة والمثيرة، راجع شينت جلوبال, الشركة الرائدة عالمياً في مجال التكنولوجيا الكهربائية