الشبكة الذكية ، الشبكة الذكية ، الشبكة الذكية

الشبكة الذكية هي شبكة كهرباء ذكية يوجد فيها اتصال بين جميع المشاركين في سوق الطاقة ، وتهدف إلى توفير خدمات الطاقة وخفض التكاليف وزيادة الكفاءة ، فضلاً عن دمج مصادر الطاقة الموزعة ، بما في ذلك مصادر الطاقة المتجددة.

هي شبكات كهربائية واتصالات تسمح بالتنظيم الفوري لإنتاج الكهرباء واستهلاكها محليًا وعالميًا. مبدأهم هو اتصال تفاعلي ثنائي الاتجاه بين مصادر الإنتاج والأجهزة أو المستهلكين حول الإمكانيات الحالية لإنتاج الطاقة واستهلاكها.

تعريف آخر: الشبكات الذكية هي أنظمة طاقة تستخدم تقنيات المعلومات والتحكم ، ومعالجة البيانات الموزعة ، وأجهزة الاستشعار والضوابط المرتبطة بها لدمج سلوك وإجراءات المستهلكين وأصحاب المصلحة الآخرين ولتوفير إمدادات طاقة مستدامة واقتصادية وموثوقة بشكل فعال ... .

مع زيادة حصة مصادر الطاقة المتجددة في شبكة الكهرباء ، يزداد الطلب كذلك ، خاصة لشبكات الجهد المنخفض. لم تعد شبكات الجهد المنخفض تؤدي مهمة تلقي وتوزيع الكهرباء من شبكات التوزيع فحسب ، بل تؤدي بشكل متزايد مهمة تغذية الكهرباء المولدة اللامركزية إلى شبكات التوزيع.

لقد أدى غزو مصادر الطاقة المتجددة في مشهد الطاقة إلى تغيير كبير في تدفق الطاقة في الشبكة: فالمستهلكون الآن لا يستهلكون فحسب ، بل ينتجون أيضًا الكهرباء من خلال نفس الشبكة. لذلك ، فإن تدفق الطاقة الآن ذو اتجاهين.

ترسل الشبكة الذكية الكهرباء من الموردين إلى المستهلكين باستخدام تقنية رقمية ثنائية الاتجاه لإدارة طلب المستهلكين. يساعد ذلك في توفير الطاقة وتقليل التكاليف وتحسين قابلية الاستخدام والشفافية.

ومع ذلك ، يحذر خبراء الخصوصية والأمن من إمكانات المراقبة وضعف هذه التكنولوجيا ، والتي يمكن أيضًا استغلالها من قبل اللصوص. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي مزامنة العملاء مع السعر إلى زعزعة استقرار الشبكة.

استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في منطقة Solarsiedlung النظيفة بيئياً في فوبان (فرايبورغ ، ألمانيا).

خصائص الشبكات الذكية:

• أتمتة كاملة. وهو يشتمل على نظام مراقبة وتحكم رقمي ، وأجهزة استشعار مدمجة تراقب سلوك الشبكة ، وتجاوز فشل تلقائي. يضمن توفر المعلومات في الوقت الفعلي عن حمل الشبكة وجودة الطاقة وانقطاع التيار وما إلى ذلك.
• تكامل كامل مع العملاء. يتمثل جوهرها في تزويد المستهلكين بالعدادات الرقمية بتدفق ثنائي الاتجاه للمعلومات في الوقت الفعلي ، مما يجعل من الممكن إنشاء تعريفات أسعار وفقًا للوضع الحالي في الشبكة (ما يسمى ب "عدادات الكهرباء الذكية"). يتيح ذلك للعملاء إدارة الاستهلاك بكفاءة ، مثل تسخين المياه أو غسل البطاريات أو شحنها.
• التكيف مع الطرق المختلفة لإنتاج الكهرباء. يبدأ تطوير الشبكات الذكية بشكل أساسي في الوقت الذي تبدأ فيه مصادر الكهرباء الأصغر في الاتصال بنظام التوزيع ، والذي يصعب التنبؤ بسلوكه. على سبيل المثال ، محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، وتوربينات الغاز الدقيقة وغيرها من تقنيات توليد الكهرباء اللامركزية التي تسمح للمستخدمين لتوليد الكهرباء من مواردها الخاصة وبيع الفائض للشبكة. من الصعب للغاية التنبؤ بقوة ضوء الشمس أو الرياح أينما توجد هذه المصادر اللامركزية. نظرًا لأن الشبكات الذكية ترسل بانتظام معلومات حول استهلاك الكهرباء ، فمن الممكن تنظيم الطاقة ، على سبيل المثال في محطات الطاقة التي تستخدم الوقود التقليدي.

عادة ما تستخدم شبكات الطاقة التقليدية بالفعل تكنولوجيا المعلومات والتحكم إلى حد ما. في الشبكة الذكية ، يتم تطوير هذه التقنيات بشكل أكبر.

التغيير الرئيسي على مستوى المستخدم النهائي هو تركيب عدادات ذكية. تتمثل مهامهم الرئيسية في قراءة البيانات عن بُعد والقدرة على فوترة الأسعار التي تتغير بمرور الوقت.

عداد كهرباء ذكي

العدادات الذكية هي عدادات كهرباء تسجل استهلاك الكهرباء على فترات زمنية مدتها ساعة واحدة أو أقل وتنقل هذه المعلومات مرة واحدة على الأقل يوميًا إلى شركة الطاقة لأغراض المراقبة والتحكم.

توفر العدادات الذكية اتصالًا ثنائي الاتجاه بين العداد والنظام المركزي.

يتم نقل البيانات بين المكونات الفردية للشبكة عن طريق مودم الهاتف أو GSM أو اتصالات ADSL أو طرق أخرى. وهذا يسمح بوضع تعريفات أكثر تمايزًا وبالتالي حوافز سعرية أكثر ملاءمة للمستهلكين المحليين (سوق ذكي).

على عكس أنظمة مراقبة الطاقة المنزلية ، يمكن للعدادات الذكية جمع البيانات للقراءة عن بُعد.

يمكن للمستخدم تحقيق مزايا اقتصادية دون التضحية بالراحة ، فقط في حالة وجود أجهزة تعمل تلقائيًا ، ويفضل أن يكون ذلك خلال التعريفات المنخفضة. هذه العمليات ليست حرجة بالنسبة للوقت ، مثل شحن السيارات الكهربائية ، وتشغيل مضخات الحرارة ، والتجميد ، والتدفئة (الغلايات الكهربائية) أو غسل الأطباق.

على سبيل المثال ، بالنسبة لمستخدم الكهرباء ، تضمن هذه التقنية شحن السيارة الكهربائية بالضبط عندما يكون هناك وصول جيد إلى الطاقة المتجددة الرخيصة. بهذه الطريقة ، يمكن استخدام طاقة الرياح بشكل أفضل خلال الساعات التي تهب فيها الرياح القوية.

مثال آخر هو أنظمة التحكم التي تساعد الصناعات تلقائيًا على إيقاف عمليات الإنتاج ذات الأولوية المنخفضة عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة بشكل مؤقت.

مع سخانات التخزين الليلي والتعريفات الليلية الثابتة ، تم تنفيذ هذا بالفعل منذ عقود ، لكن الأنظمة الحديثة يمكن أن تعمل بمرونة وذكاء أكثر ، وهو أمر مهم بشكل خاص لإدراج مصادر الطاقة المتجددة.

أمن تكنولوجيا المعلومات

إحدى المشاكل الرئيسية للشبكات الذكية هي الهجمات الإلكترونية. تستند فكرة ومفهوم وطوبولوجيا الشبكات الذكية إلى حلول تكنولوجيا المعلومات التي تحمل تهديدًا معينًا. تعتمد الشبكات الذكية على العديد من أجهزة الكمبيوتر وشبكات الكمبيوتر والبرامج وتقنيات الاتصال لتشغيلها والتحكم الفعال فيها.

يمكن أن يؤدي التدخل غير المصرح به في البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الخاصة بهذا المجرم الإلكتروني إلى خسائر فادحة ، بشكل مباشر وغير مباشر ، بسبب افتقار متلقين محددين للسلطة.

تعقيد الشبكة يعني وجود ثغرات لم يتم تحديدها بعد. لذلك ، من الصعب تقييم المخاطر المرتبطة بهجوم محتمل بسبب الحجم والتعقيد والطبيعة الديناميكية لنظام الطاقة ، فضلاً عن عدم القدرة على التنبؤ بالمهاجمين المحتملين.