Όπως και το οξυγόνο, το ηλεκτρικό πλέγμα είναι απαραίτητο για τη σύγχρονη ζωή, αλλά δεν είναι πάντα στην κορυφή του μυαλού - μέχρι να εμφανιστούν προβλήματα. Σήμερα, η γηράσκουσα υποδομή δικτύου χτυπά από τα έντονα καιρικά φαινόμενα σε όλο τον κόσμο, με αποτέλεσμα διακοπές ρεύματος που απειλούν την υγεία, την ασφάλεια και την οικονομική δραστηριότητα. Ταυτόχρονα, ορισμένοι άλλοι παράγοντες ασκούν επίσης πίεση σε δίκτυα αιώνων. Ο τρόπος με τον οποίο παράγεται η ενέργεια αλλάζει ταχύτατα – περισσότερο αιολικό και ηλιακό, λιγότερο άνθρακα και ορυκτά καύσιμα. Η αλλαγή αυτή απαιτεί νέες διαδικασίες και τρόπους διαχείρισης. Το «ποιος» μετατοπίζεται επίσης, με την ενέργεια να παράγεται πλέον όχι μόνο από τις μεγάλες ενεργειακές εταιρείες, αλλά και από μια πληθώρα νέων ανταγωνιστών και παραγωγών-καταναλωτών (καταναλωτών που παράγουν ενέργεια).

Και όχι μόνο ο φυσικός κόσμος αλλάζει γρήγορα, αλλά ο τεχνολογικός κόσμος προχωρά και σε γκάλοπ. Οι τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης (AI) που συνδέονται με το Cloud, όπως η μηχανική μάθηση, τα analytics δεδομένων και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) καθοδηγούν την πρόοδο των έξυπνων δικτύων που είναι ικανά να διαχειριστούν πολύ πιο πολύπλοκη παραγωγή και διανομή ενέργειας. Οι τεχνολογίες αυτές προαναγγέλλουν σημαντικές ευκαιρίες για όσους βρίσκονται στο σύνθετο ενεργειακό οικοσύστημα που είναι σε θέση να τις αξιοποιήσουν.

Τι είναι ο παραγωγός-καταναλωτής;

Η λέξη prosumer είναι μια λέξη portmanteau που συνδυάζει τον “παραγωγό” και τον “καταναλωτή”. Οι παραγωγοί-καταναλωτές ενέργειας συνήθως παραμένουν συνδεδεμένοι με το κεντρικό δίκτυο. Ωστόσο, είναι επίσης σε θέση να παράγουν και ακόμη και να αποθηκεύουν ενέργεια - συνήθως με φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ και μπαταρίες EV.

Ανάλογα με την ποσότητα της παραγόμενης ενέργειας, η ενέργεια αυτή μπορεί είτε να χρησιμοποιηθεί για την αντιστάθμιση μηνιαίων λογαριασμών είτε να πωληθεί ως πλεόνασμα σε εταιρείες κοινής ωφέλειας ή σε άλλες υπηρεσίες διανομής ενέργειας. Το μοντέλο αυτό μπορεί να εφαρμοστεί τόσο σε οικιακούς όσο και σε εμπορικούς παραγωγούς-καταναλωτές, με αυξανόμενο αριθμό επιχειρήσεων να συνδέουν τους ηλιακούς συλλέκτες και τους στόλους EV στο δίκτυο.

Τι είναι ένα έξυπνο δίκτυο;

Ένα έξυπνο δίκτυο είναι ένα δίκτυο που ενσωματώνει την τεχνολογία διανομής ενέργειας και ψηφιακής επικοινωνίας σε μια αμφίδρομη ροή ηλεκτρικής ενέργειας και δεδομένων. Αυτό επιτρέπει στις εταιρείες κοινής ωφέλειας να βελτιστοποιήσουν την παραγωγή, τη μεταφορά και τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας. Και επιτρέπει επίσης στους καταναλωτές να επωφεληθούν από τις ιστορίες όλα όσα λένε τα δεδομένα - βοηθώντας τους να κατανοήσουν καλύτερα την ενέργεια που χρησιμοποιούν, ακόμη και την ενέργεια που παράγουν και αποθηκεύουν μέσω των ηλιακών συλλεκτών και των μπαταριών.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του παραδοσιακού πλέγματος και ενός έξυπνου πλέγματος;

Η κύρια διαφορά μεταξύ των παραδοσιακών συστημάτων και των έξυπνων δικτύων έγκειται στη δυνατότητα ανταλλαγής πληροφοριών και προς τις δύο κατευθύνσεις σε όλο το δίκτυο, από τις εταιρείες κοινής ωφέλειας στους καταναλωτές και αντίστροφα. Μερικά από τα κορυφαία χαρακτηριστικά που διαφοροποιούν τα έξυπνα δίκτυα περιλαμβάνουν:

• Τεχνολογία: Η τεχνητή νοημοσύνη, το υπολογιστικό νέφος και οι ψηφιακές τεχνολογίες επιτρέπουν σε όλες τις συσκευές και τα περιουσιακά στοιχεία εντός του δικτύου να επικοινωνούν, υποστηρίζοντας τον καλύτερο έλεγχο και την αυτορρύθμιση.
• Κατανομή: Η ενέργεια που παράγεται από παραγωγούς-καταναλωτές και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - όπως η ηλιακή ή η αιολική - μπορεί να είναι διαλείπουσα και άνιση. Οι τεχνολογίες έξυπνων δικτύων βοηθούν στον συντονισμό, την αποθήκευση και τη διανομή ισχύος από τέτοιες πηγές σε μια σταθερή και αξιόπιστη ροή.
• Παραγωγή: Η ανάλυση πρόβλεψης σε έξυπνα συστήματα σημαίνει ότι τα στελέχη υψηλής ζήτησης μπορούν να προβλεφθούν και να διανεμηθούν σε πολλές εγκαταστάσεις και υποσταθμούς.
• Αισθητήρες: Οι αισθητήρες σε όλο το δίκτυο μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό του κινδύνου από νωρίς, αναδιανέμοντας τη δύναμη για να μειώσουν τις διακοπές λειτουργίας και να βοηθήσουν στην εξισορρόπηση των φορτίων χωρίς άμεση παρέμβαση από τους χειριστές.
• Αυτοεπιδιόρθωση και προγνωστική συντήρηση: Οι αισθητήρες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση μηχανικών προβλημάτων και την απλή αντιμετώπιση προβλημάτων και επισκευών, ειδοποιώντας τους τεχνικούς μόνο όταν είναι απαραίτητο -πριν από οτιδήποτε πραγματικά χαλάσει.
• Επιλογή πελατών: Περισσότεροι προμηθευτές ενέργειας, συνεταιρισμοί και μικρογεννήτριες μπορούν να ενταχθούν στο δίκτυο, επιτρέποντας στους καταναλωτές να έχουν περισσότερες επιλογές στον τρόπο με τον οποίο λαμβάνουν ενέργεια.

Εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης στις έξυπνες ενεργειακές λύσεις: Η προοπτική του τομέα των επιχειρήσεων κοινής ωφελείας

Η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι ο οδηγικός «ευφυής πράκτορας» πίσω από τα έξυπνα πλέγματα-αξιολογώντας το περιβάλλον και λαμβάνοντας μέτρα για να μεγιστοποιήσει έναν δεδομένο στόχο. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι θεμελιώδους σημασίας για την ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τη σταθεροποίηση των ενεργειακών δικτύων και τη μείωση των οικονομικών κινδύνων που συνδέονται με την αστάθεια των υποδομών.

Για παράδειγμα, οι δυνατότητες αυτομάθησης, προσαρμοστικότητας και υπολογισμού της τεχνητής νοημοσύνης έχουν σημαντικές δυνατότητες να αντιμετωπίσουν τη διαλείπουσα φύση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μια ανισορροπία στις αιχμές της παραγωγής και της κατανάλωσης συχνά αντιπροσωπεύεται μέσω της «καμπύλης πάπιας» και μπορεί να καταστήσει αυτές τις πηγές ενέργειας δύσκολο να ελεγχθούν. Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης στα έξυπνα δίκτυα θα βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης με την επανεξισορρόπηση της ανισότητας μεταξύ φορτίων παραγωγής και κατανάλωσης.

Οι έξυπνες τεχνολογίες δικτύου συμβάλλουν στο να καταστούν οι δραστηριότητες του τομέα των υπηρεσιών κοινής ωφελείας πιο διαφανείς και ανταγωνιστικές. Μερικές από τις εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης στα έξυπνα δίκτυα περιλαμβάνουν:

• Ευελιξία και ανθεκτικότητα: Όταν η ανανεώσιμη ενέργεια παράγεται από νέους εταίρους, όπως συνεταιρισμούς και παραγωγούς-καταναλωτές, είναι συχνά διαλείπουσα και μεταβλητή. Αισθητήρες και αυτοματισμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό τμημάτων του δικτύου που είναι ευάλωτα και ανταποκρίνονται με αυτοματοποιημένη επαναδρομολόγηση – αποθήκευση πλεονάζουσας ενέργειας κατά τη διάρκεια των χρόνων παραγωγής αιχμής και επαναδρομολόγησή της κατά τη διάρκεια κενών στη ροή.
• Ακριβέστερες προβλέψεις: Ο τομέας των υπηρεσιών κοινής ωφελείας αντιμετωπίζει ευρεία διακύμανση των τιμών λόγω των μεταβολών στην κατανάλωση. Τα μοντέλα ανάλυσης πρόβλεψης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προβλέψουν πιο αξιόπιστα τα φορτία ισχύος και την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Συνδυάζοντας δεδομένα από προηγμένη υποδομή μέτρησης (AMI) με AI, οι προβλέψεις είναι πιο ακριβείς από τις παραδοσιακές προσεγγίσεις.
• Πιο εξελιγμένες ειδοποιήσεις διακοπής λειτουργίας: Το δίκτυο αισθητήρων, μετρητών και ενεργοποιητών σε ένα έξυπνο δίκτυο μπορεί να δώσει μια σύντομη μετάδοση σήματος «τελευταίου αερισμού», συμπεριλαμβανομένης της ώρας και της ημερομηνίας, για να υποδείξει μια απώλεια ισχύος λόγω μερικών ή πλήρων διακοπών λειτουργίας. Επιπλέον, οι προγνωστικές δυνατότητες της τεχνητής νοημοσύνης και τα δεδομένα πραγματικού χρόνου των έξυπνων μετρητών μπορούν να ειδοποιήσουν τους χειριστές για τις διακοπές λειτουργίας αμέσως πριν συμβούν. Αυτά τα συστήματα μπορούν ακόμη και να διαφοροποιήσουν τις ατομικές, τις οδικές και τις ζωνικές διακοπές λειτουργίας.
• Βελτιστοποιημένη απόδοση ισχύος: Η χρήση δικτύων αισθητήρων με AI σε στάδια παραγωγής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής ισχύος. Με παρόμοιο τρόπο, η ηλιακή ενέργεια επωφελείται επίσης από τα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης για να αυξήσει την παραγωγικότητα προβλέποντας την ηλιακή ακτινοβολία.
• Βελτιωμένη αυτοματοποιημένη αλλαγή: Η ικανότητα των εργαλείων τεχνητής νοημοσύνης να προβλέπουν τις ανισορροπίες πλέγματος και να διαφοροποιούν μεταξύ μιας σύντομης διακοπής ισχύος και μιας πλήρους διακοπής λειτουργίας θα επιτρέψουν σύντομα τα πρωτόκολλα αλλαγής να αυτοματοποιηθούν. Αυτό θα επιτρέψει στις εταιρείες κοινής ωφέλειας να επαναδρομολογήσουν την ενέργεια ή να απομονώσουν τις πληγείσες περιοχές πριν συμβούν σοβαρές ζημιές ή η διακοπή επεκταθεί σε άλλες περιοχές. Αυτά τα εργαλεία είναι μια γραμμή άμυνας που εξασφαλίζει την ασφάλεια του απαραίτητου εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για την απομόνωση και την επισκευή βλαβών.
• Πιο ευέλικτη διαχείριση από την πλευρά της ζήτησης (DSM): Τα peaks στην ενεργειακή ζήτηση θέτουν τις εταιρείες κοινής ωφέλειας υπό μεγάλη πίεση. Η χρήση τεχνητής νοημοσύνης και έξυπνων μετρητών σε σπίτια και γραφεία μπορεί να βοηθήσει στον προγραμματισμό, τον προγραμματισμό, την εκτέλεση και την παρακολούθηση των αλλαγών στη ζήτηση ενέργειας για να διασφαλιστεί ότι οι πάροχοι μπορούν να τους ικανοποιήσουν. Αυτό μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στη χρήση ενέργειας, όπως φαίνεται από τις ΗΠΑ. Ομοσπονδιακή Ρυθμιστική Επιτροπή Ενέργειας, η οποία διαπίστωσε ότι τα φορτία αιχμής μπορούν να μειωθούν έως και κατά 150 GW μέσω της διαχείρισης της ζήτησης. Ομοίως, το Ινστιτούτο Ερευνών Ηλεκτρικής Ενέργειας (EPRI) εκτίμησε ότι αυτά τα έξυπνα εργαλεία θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μείωση κατά 175 GW των θερινών ενεργειακών κορυφών έως το 2030.
• Βελτιωμένη ασφάλεια: Η ασφάλεια στον κυβερνοχώρο αποτελεί βασικό μέλημα για όλους τους επιχειρηματικούς τομείς. Και ο αυξανόμενος αριθμός και η πολυπλοκότητα των στρατηγικών κυβερνοεπιθέσεων ενέχει κίνδυνο τόσο για τα υπάρχοντα όσο και για τα νέα ηλεκτρικά δίκτυα. Τα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να βοηθήσουν να μειώσουν αυτόν τον κίνδυνο ανιχνεύοντας τα χαρακτηριστικά επίθεσης δικτύων, το κακόβουλο λογισμικό, και την εισβολή και με την παροχή της προστασίας ασφάλειας δικτύων για τα ηλεκτρικά συστήματα. Επιπλέον, άλλες τεχνολογίες, όπως το blockchain, μπορούν να παρέχουν διαφανή, ανθεκτικά στην παραβίαση και ασφαλή συστήματα που επιτρέπουν καινοτόμες επιχειρηματικές λύσεις, ειδικά όταν συνδυάζονται με έξυπνες συμβάσεις.

Εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης στις έξυπνες ενεργειακές λύσεις: Η προοπτική του καταναλωτή

Πρόσφατες έρευνες από το Ηνωμένο Βασίλειο και τις ΗΠΑ δείχνουν λιγότερο από τη μεγάλη στάση των πελατών απέναντι στις εταιρείες κοινής ωφέλειας. Με την αύξηση των προμηθευτών ενέργειας και των παραγωγών-καταναλωτών, οι εταιρείες κοινής ωφελείας θα πρέπει να αξιοποιήσουν έξυπνες λύσεις για να βοηθήσουν στην καλύτερη δέσμευση και ικανοποίηση των πελατών. Παρακάτω είναι μερικοί από τους τρόπους με τους οποίους οι τεχνολογίες έξυπνου δικτύου μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της ικανοποίησης των πελατών:

• Χαμηλότερο κόστος: Η έξυπνη διαχείριση δικτύου που τροφοδοτείται με ΑΙ και η έξυπνη μέτρηση επιτρέπουν στους πελάτες να λαμβάνουν ωριαία αξιολόγηση της χρήσης της ενέργειάς τους - βοηθώντας τους να δουν όχι μόνο πότε και πού χρησιμοποιούν την περισσότερη ενέργεια, αλλά προσφέροντας εξατομικευμένες συμβουλές και προτάσεις για τη βελτιστοποίηση των τυπικών καθημερινών ρουτίνων τους στη χαμηλότερη χρήση κατά τη διάρκεια των ωρών αιχμής. Βοηθά επίσης τους παραγωγούς-καταναλωτές να διαχειρίζονται την παραγωγή ενέργειας, η οποία μπορεί να πωληθεί πίσω στο δίκτυο, ώστε να μειωθεί ακόμη περισσότερο το κόστος.
• Βελτιωμένη βιωσιμότητα και διαφάνεια: Τα δεδομένα έξυπνου δικτύου μπορούν να βοηθήσουν τους πελάτες να συνειδητοποιήσουν καλύτερα από πού προέρχεται η ενέργειά τους, αυξάνοντας τη δέσμευσή τους και συμβάλλοντας στον εκδημοκρατισμό του δικτύου. Αυτό μπορεί να τους βοηθήσει να δώσουν νέες προοπτικές για την παροχή ενέργειας και την ικανότητα επιλογής περισσότερο βιώσιμων επιλογών.
• Λιγότερες διακοπές: Όπως αναφέρθηκε, τα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση του αριθμού των διακοπών και να μετριάσουν τον αντίκτυπό τους τόσο για τους οικιακούς όσο και για τους εμπορικούς πελάτες. Αυτό σημαίνει αύξηση της ασφάλειας και της εμπιστοσύνης για τους καταναλωτές - ειδικά καθώς τα καιρικά φαινόμενα και οι θερμοκρασίες ρεκόρ προκαλούν φόβους και άλλες διαταραχές.

Πρόσφατα, ένας διαχειριστής συστήματος διανομής του Ηνωμένου Βασιλείου ανακοίνωσε ένα πιλοτικό πρόγραμμα για τη χρήση δεδομένων έξυπνων μετρητών για να βοηθήσει τους καταναλωτές να βελτιώσουν τη διαχείριση της ενέργειας, να βελτιστοποιήσουν τα φορτία του δικτύου και να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα. Η δοκιμή θα μπορούσε να σώσει τους πελάτες εκατομμύρια λίρες και ενδεχομένως να μειώσει εκατομμύρια τόνους εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από το ετήσιο αποτύπωμα άνθρακα του Ηνωμένου Βασιλείου. Αυτό είναι ένα μόνο παράδειγμα των δυνητικών οφελών των έξυπνων δικτύων για τους πελάτες και το περιβάλλον.

Μεγάλα Δεδομένα στην Ενέργεια: Γιατί έχει σημασία

Από την άποψη τόσο των πελατών όσο και των επιχειρήσεων κοινής ωφέλειας, δεν είναι απλώς η ικανότητα αυτών των τεχνολογιών να συγκεντρώνουν και να διαχειρίζονται μεγάλες και διαφορετικές ποσότητες Μεγάλων Δεδομένων που έχει σημασία - είναι η ικανότητα να αξιοποιούν και να κατανοούν όλα αυτά τα δεδομένα και να τα χρησιμοποιούν για να βελτιστοποιήσουν τη χρήση ισχύος και να ενημερώσουν τις λειτουργίες. Τα μεγάλα δεδομένα είναι το κλειδί για να βοηθήσουν:

• Καλύτερη ενσωμάτωση της ανανεώσιμης και εναλλακτικής ενέργειας στις εταιρείες κοινής ωφελείας μαθαίνοντας να προβλέπει και να διαχειρίζεται τη διακοπή, και να εξισορροπεί μια μυριάδα μικρών εισροών από τους παίκτες παραγωγών-καταναλωτών.
• Προστατέψτε τους καταναλωτές προβλέποντας διακοπές λειτουργίας και ανακατευθύνοντας τους πόρους σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου - και όχι αφού όλα έχουν μειωθεί.
• Εξοικονομήστε χρήματα τόσο για τις εταιρείες όσο και για τους καταναλωτές μαθαίνοντας ψηφιακά από προηγούμενες δραστηριότητες και χρησιμοποιώντας αυτό το intel για την καλύτερη διαχείριση και αυτοματοποίηση των καθημερινών δραστηριοτήτων.
• Παρέχετε γρήγορες, αποτελεσματικές πληροφορίες που επιτρέπουν στις εταιρείες κοινής ωφέλειας να λαμβάνουν αξιόπιστες και γρήγορες αποφάσεις σε ένα όλο και πιο ανταγωνιστικό περιβάλλον.

Πώς προετοιμάζεται ο σημερινός κλάδος κοινής ωφέλειας για το έξυπνο δίκτυο του μέλλοντος

Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι το μέλλον της ενέργειας κινείται προς πιο αποκεντρωμένη, ευέλικτη και βιώσιμη παροχή ενέργειας. Αλλά μιλάμε για μια παγκόσμια βιομηχανία που είναι πάνω από έναν αιώνα - και συχνά πρέπει να βασίζεται σε υποδομές από σχεδόν αυτό το πολύ καιρό πριν για να εξυπηρετήσει δισεκατομμύρια ανθρώπους και τις ταχέως μεταβαλλόμενες απαιτήσεις τους.

Άλλες προκλήσεις περιλαμβάνουν πολύπλοκες ρυθμιστικές αλλαγές, την άνοδο των παραγωγών-καταναλωτών και νέες νεοφυείς επιχειρήσεις που αναδύονται σε απορρυθμισμένες περιφέρειες. Όπως κάθε ταξίδι επιχειρηματικής δραστηριότητας και ψηφιακού μετασχηματισμού, η μετάβαση στην εξυπνότερη διαχείριση δικτύου ξεκινά με μερικά προσεκτικά βήματα πριν από τη μετάβαση σε ένα τρέξιμο. Οι τεχνολογίες του τομέα των υπηρεσιών κοινής ωφελείας τροφοδοτούν αναμφίβολα και επιτρέπουν την εξέλιξη αυτού του τομέα. Ωστόσο, για να υπάρξει ουσιαστική αλλαγή, οι εταιρείες κοινής ωφελείας θα πρέπει να καθιερώσουν ισχυρή επικοινωνία, δέσμευση πελατών και σχέδια διαχείρισης αλλαγών, συμπεριλαμβανομένων:

• Κοινοποίηση του οράματος του έξυπνου δικτύου και ευθυγράμμιση των ομάδων και των ενδιαφερόμενων φορέων γύρω από αυτό
• Ενίσχυση της εκπαίδευσης των καταναλωτών σχετικά με τις αλλαγές και τις ευκαιρίες που θα προκύψουν
• Παροχή κινήτρων win/win για τους καταναλωτές, τους παραγωγούς-καταναλωτές και τους πιθανούς εταίρους διανομής
• Ανάπτυξη μετρικών για την παρακολούθηση της προόδου στην εφαρμογή και την αποτελεσματικότητα των έξυπνων δικτύων
• Έχοντας κατά νου την εμπειρία των πελατών και τη διατήρηση των πελατών, δεδομένου του πρόσθετου ανταγωνισμού και της αποκέντρωσης μιας έξυπνης αγοράς ενέργειας

Το πρώτο βήμα στο ταξίδι είναι να επικοινωνήσετε με τους ηγέτες της ομάδας και τους ειδικούς σε όλη την επιχείρησή σας, να σπάσετε τους τοίχους σιλό και να βρείτε τον πλούτο των πληροφοριών που συχνά κρύβονται μέσα. Στη συνέχεια, δείτε πώς μπορείτε να εφαρμόσετε έξυπνες τεχνολογίες για να οδηγήσετε την επιχείρησή σας προς τα εμπρός.