Vad är ett smart nät och vilka fördelar ger det?

Elnätet som levererar energi i hela landet består av kraftledningar, kraftgeneratorer, transformatorer, konsumenter och flera andra komponenter.

Det amerikanska elnätet är ett under av teknik och ingenjörskonst, som består av mer än 9 200 kraftgenererande enheter. Bara överföringsledningarna spred sig över mer än 600 000 miles, spridda över all slags terräng.

Men det konventionella elnätet börjar bli gammalt. Det är ineffektivt och det finns en betydande börda som påverkar dess prestanda. Istället är det ökat fokus på ett "smart nät" nu.

Vad är ett smart nät?

Konceptet med ett smart nät syftar helt enkelt på ett modernt, smartare elnät. I huvudsak utnyttjar ett smart nät kraften i digital transformation för att förbättra elhanteringen, ofta med hjälp av Internet of Things (IoT)-tekniker och användningen av big data.

Det nuvarande elnätet i USA skapades 1890 och har genomgått betydande förändringar. Även om övervakningstekniker fortfarande används är de opålitliga och ålderdomliga.

Smarta nät tillåter tvåvägs elflöde och ger större noggrannhet över data. Det involverar ofta användningen av smartare teknik, inklusive anslutna mätare och smarta apparater, och stöder överföring av förnybar energi åt båda hållen.

Varför är ett smart nät viktigt?

Utvecklingen av internet har medfört betydande förändringar i alla andra branscher. Även energisektorn genomgår denna omvandling, och övergången till ett smart elnät skulle resultera i bättre energiöverföring, tekniska förbättringar, mer exakt spårning och rapportering och kundmedvetenhet. Det finns många fördelar med att byta till ett smart elnät.

Förbättrad elektrisk överföringseffektivitet

Smarta nät är kapabla att reglera elektriska överföringar eftersom de är beroende av intelligent teknik för att mildra elektriska förluster under distribution. Detta förbättrar effektiviteten av elektrisk överföring, vilket gynnar alla intressenter som ett resultat.

Snabbare elektrisk återställning efter avbrott

Vid strömavbrott blir det mycket lättare att upptäcka exakt vilket område som är nere med hjälp av smarta tekniker. Detta gör att företag kan skicka team och återställa strömmen mycket snabbare jämfört med konventionella metoder, som är opålitliga och relativt långsamma.

Automatisk lastbalansering

En stor fördel med ett smart elnät är automatisk lastbalansering, som i sin tur minskar riskerna för utrustningsfel. Eftersom elektrisk belastning tenderar att variera beroende på yttre omständigheter måste företag göra manuella justeringar.

Men ett smart nät kommer att använda teknologier (som ofta förlitar sig på genetiska algoritmer) för att granska konsumtionsmönster för att hantera belastningar. Detta minskar belastningen på elektrisk utrustning, särskilt under högtrafik.

Minskad elstöld

Elstöld är ett allvarligt problem. Enligt Pepco, det är den tredje största formen av stöld i landet. I många fall stjäls el genom mätarmanipulation.

Konsumenter antingen saktar ner sin mätare eller stoppar den helt samtidigt som de fortsätter att förbruka el. I andra fall kan den sugas av via elledningarna.

Ett smart nät kan förhindra detta eftersom mätare är fjärrövervakade. Alla försök att manipulera det kommer att resultera i en varning. Och om det finns avvikelser i strömförbrukningen kommer företagen omedelbart att meddelas, vilket kräver snabba åtgärder.

Uppmuntrar användningen av förnybar energi

Smarta nät tillåter konsumenter att mata tillbaka energi till nätet, och reglera och spåra den. Om en konsument använder olika sätt att producera el, och de producerar överskottsbelopp, kan de mata tillbaka det till nätet och generera en vinst.

Detta minskar beroendet av olja, vilket för med sig en rad ytterligare fördelar som minskade utsläpp, en positiv påverkan på miljön och bekämpar även klimatförändringar.

Minskade underhållskostnader

För närvarande spenderar företag en betydande summa pengar varje år för att reparera och underhålla åldrande infrastruktur. Att flytta till ett smart nät kan hjälpa till att minska underhållskostnaderna eftersom all rapportering och spårning sker automatiskt.

Företag kan föra över denna fördel till konsumenterna, vilket i slutändan resulterar i lägre elkostnader för användarna. Företag kan sedan investera dessa besparingar i forskning och utveckling.

Smart Grid vs. Konventionella elnät

För närvarande har konventionella elnät minimal lagringskapacitet. De följer vanligtvis en efterfrågecentrerad modell, där företag minskar nätverksspänningen för att tillåta användning av olika konsumenter.

När man tar hänsyn till olika variabler, som väderförändringar, skador på vilda djur, sabotage av människor eller naturkatastrofer, blir det lätt att se att elnäten är svåra att underhålla.

Ett smart nät har å andra sidan självläkande möjligheter. Detta betyder helt enkelt att nätet upptäcker avbrottsområden och automatiskt omdirigerar elektricitet (om möjligt) samtidigt som reparationsteamen larmas.

Eftersom det tillåter tvåvägs elflöde kan intressenter granska data som matas in i nätet och prognostisera förändringar i efterfrågan, planera för dåligt väder och förbereda beredskapsplaner för längre tid avbrott.

Syftet är att skapa ett rutnät som innehåller minimala avbrott och förhindrar att de övergår i storskaliga strömavbrott. Ny teknik kommer att möjliggöra snabbare respons från räddningstjänsten, och genom att förlita sig på distribuerad elproduktion, skulle det kunna resultera i bildandet av ett "mikronät", där en gemenskap kan driva sina väsentliga tjänster av sig själv i händelse av en nödsituation.

Smart Grids Fokus på decentralisering

Ett smart elnät är inte bara beroende av smartare mätare eller effektivare kraftledningar. Den fokuserar också främst på decentralisering, vilket gör att energi kan produceras och lagras närmare konsumenten.

"Närmare" översätts inte alltid till direkt fysiskt avstånd. Istället kommer ett smart nät att låta energikonsumenter också sälja. Således, vid ett allvarligt avbrott, kan du effektivt köpa el från en granne om de har en solenergisystem, till exempel.

Utmaningar med att distribuera ett smart nät

Idén med ett smart nät är lovande, men det är inte utan sina utmaningar. Den största utmaningen kommer från konsumenterna, som ofta motsätter sig installationen av något så grundläggande som en smart mätare.

Som ett resultat av detta tvingas regeringar eller kraftbolag ofta att erbjuda ekonomiska belöningar eller ålägga böter på kunder som inte följer dem. Det finns också en annan större utmaning att övervinna: cybersäkerhet.

Om du har sett Die Hard 4 känner du förmodligen till detta scenario. Det finns alltid en risk att hackare kan bryta sig in i ett uppkopplat elnät, och avleda resurser, eller ännu värre, kapa delar av nätet. Som sagt, vår befintliga infrastruktur är också sårbar till dessa frågor.

Smart Grid är en decenniumslång plan

Det smarta nätet kan inte distribueras på en gång. Det kommer att kräva omfattande tester, särskilt eftersom det består av miljontals komponenter som måste fungera i harmoni med varandra. Från att låta människor beräkna sina elkostnader till att hjälpa till att balansera elektriska belastningar, varje del måste integreras i nätet.

Det kommer att ta mer än ett decennium för allt att samlas, men när det smarta nätet väl når mognad, kommer dess fördelar att eka långt in i kommande generationer.

Beräkna dina elkostnader med dessa 8 praktiska verktyg

Läs Nästa

Om författaren