افزایش سریع مصرف انرژی به دلیل مراکز داده، خودروهای برقی و هوش مصنوعی، مستلزم اتخاذ استراتژی‌های انرژی نوآورانه مانند منابع انرژی توزیع شده و ریزشبکه‌ها است که راه‌حل‌های مناسبی برای زیرساخت انرژی انعطاف‌پذیرتر و پاسخگو ارائه می‌دهند.
یک ریزشبکه تولید در محل، مانند ژنراتور خطی Mainspring و PV خورشیدی را با ذخیره انرژی، توزیع برق، برنامه‌ها، تجزیه و تحلیل و نرم‌افزار برای تاسیسات تجاری و صنعتی ادغام می‌کند.
تصویر: اشنایدر الکتریک
از مجله pv USA
شبکه انرژی ایالات متحده تحت فشار بی‌سابقه‌ای قرار دارد که ناشی از افزایش تقاضا از سوی مراکز داده حامی هوش مصنوعی (AI) و پذیرش سریع وسایل نقلیه الکتریکی و الکتریکی (EVs) است. با گسترش این دو بخش، نیازهای ترکیبی آنها به برق مصرف انرژی کشور را به بالاترین حد جدید سوق می‌دهد و شبکه را مجبور می‌کند تا برای حفظ جاه‌طلبی‌های تکنولوژیکی و محیطی مدرن سازگار شود.
پیش بینی می شود پیشرفت سریع مراکز داده مبتنی بر هوش مصنوعی به تنهایی 8 درصد از کل مصرف انرژی ایالات متحده را تا سال 2030 به خود اختصاص دهد، در حالی که مصرف انرژی از زیرساخت های EV نیز به طور چشمگیری در حال افزایش است. این روند نیاز به تقویت شبکه انرژی را تشدید کرده است و اطمینان حاصل می کند که می تواند نیازهای آینده برقی و متصل دیجیتالی را برطرف کند. برآورده کردن این نیازهای فزاینده انرژی با حفظ پایداری شبکه کار کوچکی نیست. این امر مستلزم اتخاذ استراتژی‌های انرژی نوآورانه مانند منابع انرژی توزیع شده (DERs) و ریزشبکه‌ها است که راه‌حل‌های مناسبی برای زیرساخت انرژی انعطاف‌پذیرتر و پاسخگو ارائه می‌دهند.
مراکز داده، خودروهای برقی و پیچیدگی روزافزون شبکه
تغییر زیرساخت های انرژی به ویژه در مکان هایی مانند "کوچه مرکز داده" در ویرجینیا، جایی که تقاضای برق در حال اوج گرفتن است، ضروری است. مراکز داده – رگ حیات هوش مصنوعی و محاسبات ابری – در چنین مناطقی جمع شده‌اند و ظرفیت شبکه را به محدودیت‌های خود می‌رسانند. در همین حال، افزایش تقاضای خودروهای برقی فشارهای مشابهی را بر شبکه‌های محلی وارد می‌کند، زیرا تقاضا برای زیرساخت‌های شارژ EV به ویژه در مناطق پر تراکم مانند لس‌آنجلس و منطقه خلیج افزایش می‌یابد.
این فشار دوگانه از سوی هوش مصنوعی و خودروهای برقی صرفاً نشان دهنده نیاز به انرژی بیشتر نیست. همچنین لجستیک توزیع برق را پیچیده می کند، به خصوص که هدف شرکت های برق کاهش انتشار کربن و تقویت امنیت شبکه است. رویدادهای شدید آب و هوایی و تأثیرات آب و هوایی بر ضرورت وجود یک شبکه انعطاف پذیر که قادر به رسیدگی به تقاضاهای مورد انتظار و ناگهانی باشد، بیشتر تأکید کرده است. با این حال، تکامل شبکه در افزایش ظرفیت متوقف نمی شود، بلکه نیازمند یک مدل چابک و توزیع شده است که از تولید برق محلی و پاسخ سریع به نوسانات تقاضا پشتیبانی می کند.
نقش ریزشبکه ها در آینده تاب آور
ریزشبکه ها به عنوان ابزارهای ضروری در جستجوی یک سیستم انرژی پایدارتر و انعطاف پذیرتر ظاهر شده اند. برخلاف شبکه‌های سنتی که به نیروگاه‌های بزرگ و متمرکز متکی هستند، ریزشبکه‌ها به عنوان شبکه‌های مستقلی عمل می‌کنند که می‌توانند برق را در محل تولید، ذخیره و استفاده کنند. این توانایی به آن ها اجازه می دهد تا در هنگام قطع برق یا زمانی که تقاضای انرژی افزایش می یابد، عملیات خود را به طور مستقل از شبکه اصلی حفظ کنند. ریزشبکه‌ها همچنین انعطاف‌پذیری را برای ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر مانند خورشید و باد ارائه می‌کنند که به خوبی با اهداف کربن‌زدایی همسو می‌شود و در عین حال لایه‌ای از استقلال انرژی را اضافه می‌کند.
ریزشبکه ها برای ارائه سه مزیت اصلی طراحی شده اند: اطمینان از انعطاف پذیری انرژی، افزایش قابلیت پیش بینی هزینه و یکپارچه سازی منابع انرژی پاک. به عنوان مثال، شبکه هوشمند فرودگاه JFK - شامل انرژی خورشیدی و ذخیره باتری در محل - در هنگام اختلالات، انرژی پشتیبان‌گیری می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه زیرساخت‌های حیاتی می‌توانند حتی زمانی که شبکه مرکزی دچار اختلال می‌شود، عملیات را حفظ کند. چنین مدل‌هایی بر ارزش ریزشبکه‌ها به‌عنوان راه‌حلی برای تأسیسات و جوامعی با هدف تقویت خود در برابر قطعی و بی‌ثباتی شبکه تأکید می‌کنند.
استقرار ریزشبکه ها نیز یک فرصت اقتصادی قانع کننده است. با تولید و ذخیره انرژی به صورت محلی، سازمان‌ها و جوامع کنترل هزینه‌های انرژی را به دست می‌آورند، اتکا به نیروی خارجی را کاهش می‌دهند و حتی می‌توانند نیروی مازاد را به شبکه اصلی بفروشند. برای تسهیلاتی که عملیات‌های پرتقاضا را مدیریت می‌کنند، مانند مراکز داده، این قابلیت‌ها قابلیت اطمینان را اضافه می‌کنند و در عین حال از پایداری با استفاده از انرژی تجدیدپذیر پشتیبانی می‌کنند.
غلبه بر موانع برای پذیرش گسترده ریزشبکه
ریزشبکه ها علیرغم پتانسیلشان با موانعی روبرو هستند که پذیرش گسترده آنها را در کاربردهای تجاری، صنعتی و زیرساختی محدود کرده است. پیچیدگی مقررات، هزینه های اولیه بالا و فقدان سیستم های استاندارد، مقیاس پذیری ریزشبکه را با مشکل مواجه کرده است. برخلاف پروژه‌های خورشیدی یا بادی که از مشوق‌های سطح فدرال و مقررات ساده‌شده بهره می‌برند، سیاست‌های ریزشبکه به طور گسترده در ایالت‌ها متفاوت است و باعث ایجاد عدم اطمینان برای سرمایه‌گذاران و اپراتورها می‌شود. پروژه های ریزشبکه کنونی اغلب به صورت سفارشی مهندسی می شوند که منجر به طولانی شدن زمان استقرار و هزینه های قابل توجهی می شود که معمولاً بین 2 تا 5 میلیون دلار در هر مگاوات متغیر است.
برای غلبه بر این موانع، مبتکران انرژی در حال بررسی مدل‌های مالی جدید مانند «انرژی به‌عنوان یک سرویس» (EaaS) هستند، که می‌تواند با توزیع هزینه‌ها در طول زمان، ریزشبکه‌ها را از نظر مالی در دسترس‌تر کند و تخصص را برای مدیریت بیشتر پیچیدگی و ریسک به ارمغان آورد. همچنین انتظار می‌رود که معرفی راه‌حل‌های ریزشبکه استاندارد و مدولار، صنعت را متحول کند. با استفاده از سیستم‌های از پیش طراحی‌شده و از پیش آزمایش‌شده با ذخیره‌سازی باتری یکپارچه و نرم‌افزار مدیریت انرژی، استقرار ریزشبکه را می‌توان از سال‌ها به ماه‌ها کوتاه کرد و هزینه‌ها و پیچیدگی‌ها را کاهش داد. این راه‌حل‌های استاندارد می‌توانند به مقیاس استقرار ریزشبکه در سراسر صنایع، از زیرساخت‌های عمومی گرفته تا شرکت‌های خصوصی کمک کنند و آنها را برای طیف وسیع‌تری از کاربران امکان‌پذیر کنند.
تصور یک چشم انداز انرژی غیرمتمرکز و انعطاف پذیر
شبکه آینده احتمالاً یک شبکه غیرمتمرکز از ریزشبکه ها و DERها خواهد بود که می تواند به صورت پویا بارهای برق را مدیریت کند، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر را بهینه کند و اتکا به سوخت های فسیلی را کاهش دهد. این تحول می تواند یک سیستم سازگار ایجاد کند که نه تنها نیازهای انرژی مراکز داده و زیرساخت های EV را برآورده می کند، بلکه این کار را به طور پایدار و کارآمد انجام می دهد. تمرکززدایی تولید برق - با توانمندسازی جوامع و تأسیسات برای تولید و مدیریت انرژی خود - همچنین از اهداف ملی برای کربن زدایی، رشد اقتصادی و امنیت انرژی حمایت خواهد کرد.
سفر به یک زیرساخت انرژی پایدار و انعطاف پذیر هم یک ضرورت و هم یک فرصت است. با استفاده از ریزشبکه‌ها و سایر شبکه‌های DER، ایالات متحده می‌تواند شبکه‌ای بسازد که نه تنها قوی‌تر، بلکه هوشمندتر و قادر به پاسخگویی به نیازهای دینامیک آینده برق‌دار با هوش مصنوعی باشد. این انتقال انرژی، اگرچه چالش برانگیز است، اما نشان‌دهنده یک لحظه محوری برای تعریف مجدد آن چیزی است که شبکه می‌تواند باشد، تضمین می‌کند که از نوآوری پشتیبانی می‌کند، در برابر فشارهای تغییرات آب و هوایی مقاومت می‌کند، و ما را به سمت عصر انرژی پاک سوق می‌دهد که به همان اندازه کارآمد است.
جانا گربر رئیس ریزشبکه، منطقه آمریکای شمالی برای اشنایدر الکتریک است. او مسئول رشد تجارت ریزشبکه تجاری در آمریکای شمالی و حمایت از مشتریان در سفرهای پایداری و انعطاف پذیری آنها است.
روهان کلکار معاون اجرایی کسب و کار جهانی محصولات برق اشنایدر الکتریک است. روهان با بیش از دو دهه تجربه رهبری شرکت‌های چند ملیتی، سبد توزیع برق این بخش را رهبری می‌کند که مسئول حمایت از راه‌حل‌های نوآورانه و ارائه محصولات پایدار، کارآمد، متصل و دایره‌ای به بازار است.
نظرات و نظرات بیان شده در این مقاله متعلق به خود نویسنده است و لزوماً منعکس کننده نظراتی نیست که توسط مجله pv.
این محتوا توسط حق چاپ محافظت می شود و امکان استفاده مجدد وجود ندارد. اگر می‌خواهید با ما همکاری کنید و می‌خواهید از برخی از محتوای ما دوباره استفاده کنید، لطفاً با: editors@pv-magazine.com تماس بگیرید.
منبع از مجله pv
سلب مسئولیت: اطلاعات ذکر شده در بالا توسط pv-magazine.com مستقل از Alibaba.com ارائه شده است. Alibaba.com هیچ گونه نمایندگی و ضمانتی در مورد کیفیت و قابلیت اطمینان فروشنده و محصولات نمی دهد. Alibaba.com صراحتاً هر گونه مسئولیتی را در قبال نقض حق نسخه برداری محتوا سلب می کند.
