الشبكة الذكيّة هي شبكة كهرباء تستخدم التِّقنِيّات الرقميّة وغيرها من التقنيّات المُتقدّمة لمراقبة وإدارة نقل الكهرباء من جميع مصادر التوليد لتلبية الاحتياجات المتنوعة من الكهرباء للمستخدمين النهائيين. تقوم الشبكات الذكية بتنسيق احتياجات وقدرات جميع المولدات ومُشغِّلي الشبكات والمستخدمين وأصحاب المصلحة في سوق الكهرباء لتشغيل جميع أجزاء النظام بأكبر قدر ممكن من الكفاءة، مما يُقلّل التكاليف والآثار البيئيّة ويزيد موثوقيّة النّظام ومرونته واستقراره.
تشمل الشبكات الذكية شبكات الكهرباء (أنظمة النقل والتوزيع) ووسائط التوليد والتخزين والمستخدمين النهائيّين.
في حين أنّ العديد من المناطق بدأت بالفعل في “إضفاء الحيويّة” على نظام الكهرباء الخاصّ بها، فإنّ جميع المناطق ستتطلَّب استثمارات إضافيّة كبيرة وتخطيطًا لتحقيق شبكة أكثر ذكاءً.
الشبكات الذكيّة هي مجموعة متطوّرة من التقنيّات التي سيتمّ نشرها بمعدلات مختلفة في مجموعة متنوعة من البيئات في جميع أنحاء العالم، اعتمادًا على الجاذبيّة التجاريّة المحليّة والتوافق مع التكنولوجيّات الحالية والتطوّرات التنظيميّة وأُسُس الاستثمار.
الأساس المنطقي لتكنولوجيا الشبكات الذكيّة
تُواجه أنظمة الكهرباء في العالم عددًا من التحدّيّات، بما في ذلك البِنيّة التحتيّة المتقدّمة، والّنمو المستمرّ في طلب الكهرباء، ودمج أعداد متزايدة من مصادر الطاقة المتجدّدة والسيّارات الكهربائيّة، والحاجة إلى تحسين أمن إمداد الكهرباء وخفض انبعاثات الكربون.
تُوفِّر تقنيّات الشبكات الذكيّة طرقًا ليس فقط لمواجهة هذه التحدّيّات ولكن أيضًا لتطوير مورد أكثر نظافة للطاقة بحيث يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وبأسعار أفضل وأكثر استدامة.
ويجب أيضًا مواجهة هذه التحديات فيما يتعلَّق بالبيئة التنظيميّة التقنيّة والماليّة والتجاريّة الخاصّة بكلّ منطقة.
بالنظر إلى طبيعة المُنظَّمة العالية لنظام الكهرباء، يجب على داعمي الشبكات الذكيّة التأكُّد من مشاركتهم مع جميع أصحاب المصلحة، بما في ذلك مُصنّعو المعدّات ومُشغّلو النّظام والمستهلكون، من أجل تطوير حلول تقنيّة وماليّة وتنظيميّة مُصمَّمة خصيصًا لتزيد من إمكانيّات الشبكات الذكيّة.
خصائص الشبكات الذكيّة
الخصائص الرئيسيّة للشبكات الذكيّة:
تُتيح الشبكات الذكيّة مشاركة مقبولة ومعروفة مِن قِبَل المستهلكين
يساعد المستهلكون في تحقيق التوازن بين العرض والطلب، وضمان الاعتمادية من خلال تعديل طريقة استخدامهم وشرائهم للكهرباء. تأتي هذه التعديلات كنتيجة لامتلاك المستهلكين لعدد من الاختيارات التي تُشجِّع أنماطا وأشكالا مختلفة لشراء الكهرباء. تتضمن هذه الاختيارات تقنيّات جديدة ومعلومات جديدة حول استخدامهم للكهرباء وأشكالًا جديدة من تسعير الكهرباء والحوافز.
تستوعب الشبكات الذكيّة جميع خيارات التوليد والتخزين
لا تستوعب الشبكة الذكيّة محطّات الطاقة المركزيّة الكبيرة فحسب، بل تستوعب أيضًا مصادر الطاقة الموزَّعة المتزايدة الخاصّة بالعملاء والمستهلكين.
إنّ دمج هذه الموارد -بما في ذلك مصادر الطاقة المتجدّدة ومصادر الطاقة الدامجة للطاقة والحرارة على نطاق صغير- سيزداد سريعًا خلال الوقت مع سلسلة القِيمة، من المورّدين إلى المُسوِّقين إلى العملاء -المستهلكين-.
تَمكّن الشبكات الذكية من المنتجات والخدمات الجديدة والسوق
تَخلُق الأسواق المُصمَّمة والمُدارة بشكل صحيح فرصة للمستهلكين للاختيار من بين الخدمات المنافسة. من بعض متغيّرات الشبكة المستقلّة والتي يجب إدارتها بشكل صريح هي الطاقة والسعة والموقع والوقت ومعدّل التغيير والجودة. ويمكن أن تلعب الأسواق دورًا رئيسيًا في إدارة هذه المتغيرات. ويحتاج المنظمون والمالكون -المشغلون- والمستهلكون إلى المرونة لتعديل قواعد العمل لتناسب ظروف التشغيل والسُّوق.
تُوفِّر الشبكات الذكية جودة الطاقة لمجموعة من الاحتياجات
ليست كل المؤسسات التجارية، وبالتأكيد ليس جميع العملاء، بحاجة إلى نفس نوعيّة الطاقة.
تُوفّر الشبكة الذكيّة درجات وأسعار متفاوتة من الطاقة. يُمكن تضمين تكلفة مميِّزات الجودة العالية في عقد الخدمة الكهربائية. تُراقِب طرق التحكُّم المتقدّمة المكوناتِ الأساسيّة للشبكة، مما يُتيح التّشخيص السّريع وإيجاد الحلول للأحداث التي تؤثّر على جودة الطاقة، مثل البرق وتَغيُّر العواصف وأعطال خطوط النّقل والمصادر التوافقيّة.
تُحسِّن الشبكات الذكيّة استخدام عناصرها وكفاءة تشغيلها
تُطبِّق الشبكة الذكيّة أحدث التقنيّات لتحسين استخدام أركانها. على سبيل المثال، يمكن الوصول إلى السّعة المحسَّنة من خلال استخدام القدرات المتغيّرة، والتي تسمح باستخدام المولّدات في أحمال أكبر من خلال الاستشعار المستمرّ وتقييم قدراتها. يُمكن تحسين كفاءة الصيانة من خلال الصيانة القائمة على الظروف، والتي تُشير إلى الحاجة لصيانة المُعدّات في الوقت المناسب تمامًا.
يُمكن ضبط أجهزة التحكُّم بالنظام لتقليل الخسائر والقضاء على الازدحام. تزداد كفاءة التشغيل عند اختيار نظام توصيل الطاقة المُتاح والأقلّ تكلفة من خلال هذه الأنواع من أجهزة التحكم في النظام.
تُوفِّر الشبكات الذكيّة مرونة في التعامل مع الاضطرابات والكوارث الطبيعية
تُشير المرونة إلى قدرة النّظام على الاستجابة لأحداث غير مُتوقَّعة عن طريق عزل العناصر التي بها مشاكل بينما يُستَعاد بقيّة النّظام إلى التشغيل العادي. تؤدّي إجراءات العزل الذاتي هذه إلى تقليل انقطاع الخدمة للمستهلكين ومساعدة مُقدّمي الخدمات على إدارة البنية الأساسيّة لتوصيل الكهرباء بشكل أفضل.
