برای تبیین موضوع شبکه هوشمند و دستیابی به راهبردهائی برای پیاده سازی آن در کشور، بهتر است دغدغههای حوزه انرژی و همچنین تحولات فنآوریای که بر بخش توزیع و سمت مصرف در شبکههای برق تأثیرگذار بودهاست را مرور کنیم.
ابعاد سیاسی-امنیتیِ انرژی موجب اهتمام کشورهای توسعهیافته برای کاهش وابستگی به ذخائر انرژی فسیلی شد؛ ابعاد زیستمحیطیِ تولید گازهای گلخانهای و نگرانیهای ناشی از تغییر اقیلم موجب اهتمام جامعه جهانی به کاهش مصرف سوختهای فسیلی شد؛ و در این ارتباط راهبردهای «افزایش کارآئی انرژی»، «کاهش تولید گازهای گلخانهای» و «جایگزینی منابع انرژی تجدیدپذیر بجای سوختهای فسیلی» مقبولیت جهانی پیداکرد. البته راهبردهای دیگری همچون تجاریسازی ذخائر هیدروکربوری نامتعارف و انتقال صنایع انرژیبر به خارج از کشورهای توسعهیافته (و ترجیحاً به کشورهای دارای ذخائر انرژی)، که عمدتاً معطوف به کاهش وابستگی کشورهای توسعهیافته به ذخائر خارجی و نه لزوماً کاهش نگرانیهای جهانی بود، نیز با جدیت مورد اقدام قرار گرفت. از آنجائیکه تحقق عملی کاهش تولید گازهای گلخانهای عمدتاً از طریق افزایش کارآئی انرژی و توسعه استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر میباشد (هرچند که در این ارتباط فنآوریهائی همچون جذب کربن نیز مورد توجه قرار گرفتهاند)، لذا در نگاه کلان میتوان صرفاً دو راهبرد «افزایش کارآئی انرژی» و «جایگزینی منابع انرژی تجدیدپذیر بجای سوختهای فسیلی» را مورد توجه قرار داد.
جایگزینی منابع انرژی تجدیدپذیر بجای سوختهای فسیلی مستلزم رقابتیشدن هزینه تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر در قیاس با منابع فسیلی است؛ و این خود نیازمند فائق آمدن به چرخه معیوب «کاهش هزینه تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر مستلزم سرمایهگذاری عظیم در صنعت انرژی تجدیدپذیر است؛ و سرمایهگذاری عظیم در صنعت انرژی تجدیدپذیر تنها در صورتی انجام خواهد شد که تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر برای یک بازه زمانی بهقدر کافی طولانی قابل اتکاء و افزایشی باشد؛ و قابل اتکاء و افزایشی بودن تقاضا منوط است به کاهش مستمرِ هزینه تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر (در مقایسه با انرژی فسیلی)» است. البته به یمنِ افزایش عمده قیمت نفت و حفظِ نگرانی جهانی از قیمت بالای نفت این چرخه معیوب بریده شد و فنآوریهای مرتبط بهویژه در ارتباط با باد و خورشید با سرعت نسبتاً خوبی در سطح جهانی در حال توسعه هستند.
استفاده از انرژی تجدیدپذیر در مقیاس گسترده، عملاً با تولید برق از این منابع و بالطبع با جابجائی و تبادل آن از طریق شبکه برق پیوند خوردهاست. گزینههای واقعبینانه برای تولید انبوه برق از منابع تجدیدپذیر باد و خورشید بهصورت متصل به شبکه توزیع هستند و چالش جدی در استفاده از انرژی باد در رفتار تصادفی آن و استفاده از انرژی خورشید در عدم تطابق زمان عرضه آن با تقاضا است، که برای فائق آمدن بر این چالشها «ذخیرهسازی انرژی» ویا «مدیریت تقاضا و سازگار کردن آن با زمان عرضه انرژی» ضرورت دارد.
بخش قابل ملاحظهای از مصارف رو به رشد سوختهای فسیلی مربوط به وسائط حمل و نقل است؛ هرچند که گسترش استفاده از سوختهای حیاتی گزینهای کارآمد برای جایگزینی منابع انرژی تجدیدپذیر بجای سوختهای فسیلی است، ولیکن بنظر میرسد که برای تحقق این راهبرد بهموازات و حتی جدیتر از این گزینه بدنبال گسترش استفاده از خودروهای برقی هستیم.
توسعه فنآوری موجب شدهاست که رویکرد «تولید همزمان برق و حرارت در مقیاس کوچک و بسیارکوچک و بهصورت متصل به شبکه عمومی توزیع برق» بتواند اهداف افزایش کارآئی انرژی و تأمین اقتصادی انرژی موردنیاز را باهم سازگار نماید؛ فلذا علاقمندیم که منابع تولید برق در سمت مصرف (و بهویژه تولید همزمان برق و حرارت) را بهصورت موازی با شبکه و ترجیحاً هماهنگ با مدیریت شبکه توریع بهرهبرداری کنیم.
چنانچه
بخواهیم جمعبندیای از این مطالب ارائه کنیم؛
باتوجه بهاینکه الف) راهکار عملی گسترش استفاده از منابع تجدیدپذیر را در تولید
برق از منابع تجدیدپذیر در سطح شبکه توزیع یافتهایم، ب) تولید برق از باد و
خورشید (بهعنوان اصلیترین منابع تجدیدپذیر) مستلزم ذخیرهسازی ویا مدیریت تقاضا
است، ج) مدیریت هماهنگ منابع تولید برق در سمت مصرف و همچنین گسترش استفاده از
خودروهای برقی را از اقدامات کارآ و بلکه ضروری میدانیم؛ لذا نیازمند شبکه توزیعای
هستیم که بتواند منابع تولید برق (اعم از تجدیدپذیر و غیرِ آن) و ذخیرهسازها را
بهنحو کارآئی پذیرا باشد و همچنین بتواند تعامل مؤثری با مصرفکنندگان برای
مدیریت مصرف ایشان داشتهباشد.
اما شرکتهای توزیع برق، فارغ از این دغدغهها در حوزه انرژی، نگران شاخصهای قابلیت اطمینان و بهویژه تداوم تأمین بارهای حساس بودند؛ و در این ارتباط ایجاد مراکز کنترل (مدیریتِ شبکه توزیع) و توسعه الگوریتمهای پایش و مدیریت تجهیزات شبکه و ایجاد زیر ساخت ارتباط دوطرفه تجهیزات شبکه با مدیریتِ شبکه توزیع برای پایش زمان واقعیِ نقاط اصلی و حساس شبکه و انجام مانورهای هوشمندانه در شبکه برای ارتقاء سطح امنیت و همچنین بازیابی شبکه در مواجهه با بحران را در چارچوب کلی مبحث اتوماسیون شبکه توزیع مورد توجه قرار دادهبودند.
با افزایش نگرانیها از تأمین انرژی شهروندان در بحرانها (بهویژه در اثر تهاجمات) موضوع امکان عملکرد مستقل اجزاء شبکه پس از وقوع بحران (بهصوت جزایر نسبتاً خودکفا - حداقل در حد تأمین بارهای حساس خود) مورد توجه ویژه قرار گرفت و ازجمله مفهوم ریزشبکه توسعه یافت. این امر شرائطی را فراهم کرد که علائق شرکتهای توزیع با دغدغههای حوزه انرژی (و شبکه توزیع مورد نظر آنان) همراستا شد و تصویر شبکههای نوین برق شکل گرفت.
از سوی دیگر، موضوع سامانه مدیریت ساختمان (BMS بهمعنی سامانۀ کنترل و نظارت بر تجهیزات مکانیکی و الکتریکی ساختمان از قبیل تهویه، روشنایی، سیستمهای آتشنشانی و امنیتی مورد توجه شهروندان قرار گرفتهبود. در توسعه این سامانهها، افزودن کارکردهایی همچون نظارت بر اتلاف انرژی و مدیریت مصرف (که آنها را به یک سامانه مدیریت انرژی EMS ارتقاء میداد) ویا پایش تجهیزات خانگی و حتی اتوماسیون خانه به آنها (که بعضاً تجاری نیز شده است و تا حد خانه هوشمند نیز پیش رفتهاست) مورد توجه قرار گرفت. برای همآوائی این مباحث با موضوع شبکه نوین توزیع برق، مجموعه سامانۀ مدیریت ساختمان (و گونههای تعمیم/ارتقاءیافته آن) و شهروندان ذیربط را مشترک هوشمند اطلاق میکنیم. بهتعبیری مشترک هوشمند عناصر زیرمجموعه خود را در راستای اهداف ذینفعانِ ساختمان (آسایش بیشتر، هزینه کمتر، مدیریتِ مطلوبتر، ...) هماهنگ مینماید. بالطبع اگر این مشترک اطلاعات صحیح و بهموقعی از وضعیت شبکه دراختیار داشته باشد و برای همکاری با مدیریت شبکه پاداشی دریافت نماید یا حتی الزاماتی داشتهباشد، بهعنوانِ یک مشترک هوشمند در ارتقاء کارآئی شبکه نوین توزیع برق مؤثر خواهد بود.
عبارت شبکه هوشمند، که بهعنوان معادل فارسی Smart Grid استفاده شده است، مترادف با شبکههای نوینِ توزیع برق شناخته میشود؛ فلذا لازم است مراقبت کنیم تا این نامگذاری -و بهویژه معادل فارسی آن- توجه ما را محدود به جنبه هوشمندی شبکه ننماید. هرچند که هوشمندی ازجمله صفاتِ برجسته شبکههای نوینِ توزیع برق است؛ ولیکن باید توجه کرد که هوشمندی هدف نیست بلکه تسهیلکنندهای بسیار مؤثر در دستیابی به اهداف این شبکهها میباشد. تأکید کنیم که شبکههای نوینِ توزیع برق باید پشتیبانی مناسب برای گسترش منابع تجدیدپذیر (بهویژه باد و خورشید)، ذخیرهسازها و همچنین منابعِ غیر تجدیدپذیر ولیکنکارا (همچون تولید همزمان برق و حرارت و برودت) باشند؛ اعم از آنکه این منابع از طریق شبکه داخلی مصرف کنندهها و یا مستقیماً به شبکه برق متصل شوند. همچنین این شبکهها میباید بتوانند شرائط مناسبی را برای گسترش خودروهای برقی، که جایگاه ویژه ای در آینده انرژی در دنیا خواهند داشت، و همچنین تعاملی کارآ با مصرفکنندگان ایجاد نمایند.
فلذا برای آنکه اقدامات اساسی در دستیابی به شبکههای نوین توزیع برق مورد غفلت قرار نگیرد و یا تقدم و تأخر آنان دچار اختلال نشود، توصیه میشود که شبکه هوشمند برق در سطح توزیع و مصرف در دو محور اصلیِ شبکه توزیع کارآ (در راستای مفاهیم اتوماسیون توزیع و ریزشبکه) و مشترک هوشمند (در راستای مفاهیم مدیریت ساختمان و خانه هوشمند) و محور فرعیِ سامانههای تعامل این دو مورد بحث و بررسی قرار گیرد.
منبع: نشریه تخصصی ناب
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.