בדומה לחמצן, רשת החשמל חיונית לחיים המודרניים אך היא לא תמיד עליונה בראש - עד להתרחשות בעיות. כיום, תשתיות רשת מזדקנות נוקטות מכות מאירועי מזג אוויר קשים ברחבי העולם, וכתוצאה מכך הפסקות חשמל המאיימות על פעילות בריאותית, בטיחותית וכלכלית. במקביל, מספר גורמים אחרים מפעילים לחץ גם על רשתות בנות מאה שנים. האופן שבו האנרגיה מופקת משתנה במהירות - יותר רוח וסולר, פחות פחם ודלק מאובנים. משמרת זו דורשת תהליכים ודרכי ניהול חדשים. גם ה"מי" עובר, כשהאנרגיה מופקת כעת לא רק על ידי חברות האנרגיה הגדולות, אלא גם על ידי מצוקת של מתחרים חדשים ופרוסומרים (צרכנים המייצרים אנרגיה).

ולא רק עולם הטבע משתנה מהר, אלא גם העולם הטכנולוגי מתקדם בגלופ. טכנולוגיות בינה מלאכותית (AI) מחוברות לענן כמו למידת מכונה, כלי ניתוח נתונים ואינטרנט של הדברים (IoT) מניעות את ההתקדמות של רשתות חכמות המסוגלות לנהל הפקת חשמל והפצה מורכבות הרבה יותר. טכנולוגיות אלו מהוות הזדמנות משמעותית לאלו במערכת האקולוגית של האנרגיה המורכבת שמסוגלת לרתום אותן.

מהו צרכן?

פרוסומר היא מילת פורטמנטו המשלבת בין "מפיק" ל"צרכן". פרוסומרים אנרגטיים נשארים בדרך כלל מחוברים לרשת המרכזית. עם זאת, הם גם מסוגלים לייצר ואף לאחסן אנרגיה - בדרך כלל עם פאנלים סולאריים פוטו-וולטאיים וסוללות EV.

בהתאם לכמות החשמל שנוצרת, ניתן להשתמש באנרגיה זו לקיזוז חשבונות חודשיים או להימכר בחזרה כעודף לחברות תשתיות או לשירותי הפצת אנרגיה אחרים. מודל זה עשוי להיות מיושם הן בבתי מגורים והן בפרוסומרים מסחריים, כאשר מספר גדל והולך של עסקים המאגרים את הפאנלים הסולאריים ואת ציי ה-EV שלהם לרשת.

מהי רשת חכמה?

רשת חכמה היא רשת המשלבת הפצת אנרגיה וטכנולוגיית תקשורת דיגיטלית בזרימה דו כיוונית של חשמל ונתונים. הדבר מאפשר לחברות השירות לייעל את הייצור, השידור וההפצה של החשמל. וזה גם מאפשר לצרכנים ליהנות מהסיפורים כל מה שהנתונים מספרים - עוזרים להם להבין טוב יותר את האנרגיה שהם משתמשים בה ואפילו את האנרגיה שהם מייצרים ומאחסנים דרך דברים כמו פאנלים סולאריים וסוללות EV.

מה ההבדל בין הרשת המסורתית לרשת חכמה?

ההבדל העיקרי בין מערכות מסורתיות לרשתות חכמות טמון ביכולת להחליף מידע בשני הכיוונים ברחבי הרשת, מחברות תשתית לצרכנים ולהיפך. חלק מהמאפיינים המובילים המבדילים רשתות חכמות כוללים:

• טכנולוגיה: בינה מלאכותית, ענן וטכנולוגיות דיגיטליות מאפשרות לכל המכשירים והנכסים בתוך הרשת לתקשר, לתמוך בשליטה טובה יותר וברגולציה עצמית.
• התפלגות: אנרגיה המופקת על ידי פרוסומרים ומקורות אנרגיה מתחדשת אחרים - כמו סולר או רוח - יכולה להיות לסירוגין ולא אחידה. טכנולוגיות רשת חכמות עוזרות לתאם, לאחסן ולהפיץ כוח ממקורות כאלה לזרם יציב ואמין.
• יצירה: ניתוח תחזיתי במערכות חכמות פירושו שניתן לחזות ולהפיץ זנים בעלי ביקוש גבוה למספר אתרים ותחנות משנה.
• חיישנים: חיישני IoT ברחבי הרשת יכולים לסייע באיתור סיכון בשלב מוקדם, הפצה מחדש של כוח להפחתת הפסקות וסיוע באיזון עומסים ללא התערבות ישירה של מפעילים.
• תיקון עצמי ותחזוקה תחזיתית: חיישנים יכולים גם לשמש לאיתור בעיות מכניות ולעשות פתרון בעיות ותיקונים פשוטים, להודיע לטכנאים רק בעת הצורך -לפני שכל דבר מתפרק בפועל.
• בחירת לקוח: יותר ספקי אנרגיה, קואופרטיבים ומיקרו-גנרטורים יכולים להצטרף לרשת, מה שמאפשר לצרכנים בחירה רבה יותר באופן שבו הם מקבלים אנרגיה.

יישומים של בינה מלאכותית בפתרונות אנרגיה חכמה: פרספקטיבה של מגזר התשתיות

בינה מלאכותית היא "הסוכן החכם" המניע מאחורי רשתות חכמות - הערכת הסביבה ונקיטת פעולות למקסום מטרה נתונה. בינה מלאכותית היא מהותית לשילוב אנרגיה מתחדשת, לייצוב רשתות האנרגיה ולצמצום הסיכונים הפיננסיים הקשורים לאי יציבות בתשתיות.

לדוגמה, יכולות הלמידה העצמית, ההסתגלות והחישוב של בינה מלאכותית הן בעלות פוטנציאל משמעותי לטפל באופי לסירוגין של אנרגיה מתחדשת. חוסר איזון בפסגות של ייצור וצריכה מיוצגים לרוב באמצעות "עקומת הברווז" ויכולים להקשות על בקרת מקורות אנרגיה אלו. השימוש ב-AI ברשתות חכמות יסייע בטיפול באתגר זה על-ידי איזון חוזר של חוסר הון עצמי בין עומסי ייצור וצריכה.

טכנולוגיות רשת חכמות עוזרות להפוך את פעילויות מגזר התשתיות לשקופות ותחרותיות יותר. חלק מהיישומים של בינה מלאכותית ולמידת מכונה ברשתות חכמות כוללים:

• זריזות וגמישות: כאשר אנרגיה מתחדשת נוצרת על ידי שותפים חדשים כמו קואופרטיבים ופרוסומרים, היא לרוב לסירוגין ומשתנה. חיישנים ואוטומציה יכולים לשמש לזיהוי חלקים מהרשת שהם פגיעים ומענים בניתוב מחדש אוטומטי - אחסון אנרגיה עודפת בשעות שיא יצירה וניתובו מחדש במהלך פערים בתזרים.
• חיזוי מדויק יותר: מגזר התשתיות עומד בפני השתנות מחירים נרחבת עקב שינויים בצריכה. ניתן להשתמש במודלים של חיזוי אנליטי כדי לחזות באופן אמין יותר עומסי חשמל ויצירת אנרגיה מתחדשת. על-ידי שילוב נתונים מתשתית מדידה מתקדמת (AMI) עם AI, תחזיות מדויקות יותר מהגישות המסורתיות.
• התראות על הפסקות מתוחכמות יותר: רשת החיישנים, המטרים והאקטואטורים ברשת חכמה יכולה לתת שידור אותות קצר של "גז אחרון", כולל זמן ותאריך, כדי לציין אובדן בכוח בשל הפסקות חלקיות או שלמות. בנוסף, יכולות החיזוי של AI ושל נתונים בזמן אמת של מונים חכמים יכולות להודיע למפעילים על הפסקות מיד לפני התרחשותן. מערכות אלו יכולות אף להבדיל בין הפסקות בודדות, רחוב ואזונליות.
• תשואת חשמל ממוטבת: ניתן להשתמש גם בשימוש ברשתות חיישן המופעלות על ידי AI בשלבי יצירה כדי למטב את תפוקת החשמל. באופן דומה, אנרגיה סולארית נהנית גם מכלי בינה מלאכותית כדי להגביר את הפרודוקטיביות על ידי חיזוי קרינת השמש.
• החלפה אוטומטית משופרת: היכולת של כלי בינה מלאכותית לחזות חוסר איזון ברשת ולהבדיל בין הפסקת חשמל קצרה להפסקה מלאה תאפשר בקרוב לבצע אוטומציה של החלפת פרוטוקולים. זה יאפשר לחברות התשתיות לנתב מחדש אנרגיה או לבודד אזורים שנפגעו לפני שיתרחשו נזקים קשים או שההפסקה תתרחב לאזורים אחרים. כלים אלו הם קו הגנה המבטיח את ביטחונו של הציוד החיוני המשמש לבידוד ותיקון ליקויים.
• ניהול צד ביקוש גמיש יותר (DSM): פסגות בביקוש לאנרגיה שמים את חברות התשתיות תחת מתח רב. שימוש ב-AI ובמטרים חכמים בבתים ובמשרדים יכול לסייע בתזמון, תכנון, ביצוע ומעקב אחר שינויים בביקוש לאנרגיה כדי להבטיח שהספקים יוכלו לעמוד בהם. לעשות זאת יכולה להיות השפעה גדולה על השימוש בכוח, כפי שמוצג בארה"ב. הוועדה הפדרלית לרגולציה של אנרגיה, שמצאה כי ניתן להפחית את עומסי השיא עד 150 GW באמצעות ניהול ביקוש. באופן דומה, המכון לחקר החשמל (EPRI) העריך שכלים חכמים אלה יכולים להוביל להפחתת 175 GW בפסגות האנרגיה בקיץ עד 2030.
• אבטחה משופרת: אבטחת סייבר היא עניין מרכזי בכל המגזרים העסקיים. והמספר והמורכבות ההולכת וגוברת של אסטרטגיות תקיפת סייבר מציג סיכון לרשתות חשמל קיימות וחדשות כאחד. כלי בינה מלאכותית יכולים לסייע בהפחתת הסיכון הזה על-ידי איתור מאפייני תקיפת רשת, תוכנות זדוניות וחדירות ועל ידי מתן הגנה על אבטחת רשת למערכות חשמל. בנוסף, טכנולוגיות אחרות, כמו בלוקצ'יין, יכולות לספק מערכות שקופות, חסינות טמפרה ומאובטחות המאפשרות פתרונות עסקיים חדשים, במיוחד כאשר הן משולבות עם חוזים חכמים.

יישומים של בינה מלאכותית בפתרונות אנרגיה חכמה: הפרספקטיבה של הצרכן

סקרים עדכניים מבריטניה ובארה"ב מראים עמדות לקוחות פחות נהדרות כלפי חברות תשתיות. עם העלייה בספקי האנרגיה והפרוסומרים, חברות תשתיות יצטרכו למנף פתרונות חכמים כדי לסייע בטיפוח מעורבות ושביעות רצון טובים יותר של לקוחות. להלן חלק מהדרכים שבהן טכנולוגיות רשת חכמה יכולות לסייע בשיפור שביעות רצון הלקוחות:

• עלויות נמוכות יותר: ניהול רשת חכמה ומדידה חכמה המופעלים על-ידי AI מאפשרים ללקוחות לקבל הערכות שעתיות של השימוש בכוח שלהם - ומסייעים להם לראות לא רק מתי והיכן הם משתמשים ביותר באנרגיה אלא מציעים טיפים והצעות מותאמים אישית למיטוב שגרות היומיום הטיפוסיות שלהם כדי להוריד את השימוש בזמן שיא. הוא גם מסייע לפרוסומרים לנהל ייצור אנרגיה אשר ניתן למכור בחזרה לרשת כדי להפחית עלויות עוד יותר.
• קיימות ושקיפות משופרות: נתוני רשת חכמים יכולים לסייע ללקוחות להיות מודעים יותר מהיכן מגיעה האנרגיה שלהם, מגדילים את המעורבות שלהם ועוזרים להוריד את הרשת בדרגה. זה יכול לעזור לתת להם פרספקטיבות חדשות על אספקת אנרגיה ועל היכולת לבחור אפשרויות בנות קיימא יותר.
• פחות הפסקות: כפי שהוזכר, כלי בינה מלאכותית יכולים לסייע בהפחתת מספר ההפסקות ומיתון ההשפעה שלהם הן עבור לקוחות למגורים והן ללקוחות מסחריים. המשמעות היא עלייה בביטחון ובביטחון עבור הצרכנים - במיוחד כשאירועי מזג האוויר וטמפרטורות השיא מביאים לחשש מחומים ושיבושים אחרים.

לאחרונה, מפעילת מערכת הפצה בבריטניה הודיעה על פרויקט פיילוט לשימוש בנתוני מד"א חכמים כדי לסייע לצרכנים לשפר את ניהול האנרגיה, למטב את עומסי הרשת ולהפחית את פליטות הפחמן. הניסוי יכול היה לחסוך ללקוחות מיליוני לירות שטרלינג ולהפחית באופן פוטנציאלי מיליוני טונות של פליטות גזי חממה מדביעת הרגל הפחמנית השנתית של בריטניה. זוהי רק דוגמה אחת ליתרונות הפוטנציאליים של רשתות חכמות עבור לקוחות והסביבה.

ביג דאטה באנרגיה: למה זה משנה

מנקודת המבט של לקוחות וחברות תשתיות כאחד, זו לא פשוט היכולת של הטכנולוגיות האלה לאסוף ולנהל כמויות גדולות ושונות של Big Data שחשוב - זו היכולת למנף ולהבין את כל הנתונים האלה ולהשתמש בהם כדי לייעל את השימוש בכוח ולהודיע על פעולות. Big Data הוא המפתח לסיוע:

• עדיף לשלב כוח מתחדש וחלופי בחברות תשתיות על ידי למידה לחזות ולנהל לסירוגין, ולאזן מידתיות של קלטים קטנים משחקני פרוסומר.
• הגן על הצרכנים על ידי ציפייה להפסקות ולכוון מחדש משאבים בשבריר שנייה - ולא אחרי שהכל ירד.
• חסכו כסף עבור חברות וצרכנים כאחד על-ידי למידה דיגיטלית מפעילויות עבר ושימוש בכך כדי לנהל ולבצע אוטומציה טובה יותר של פעילויות יומיומיות.
• ספקו תובנות מהירות וניתנות לפעולה שמאפשרות לחברות תשתיות לקבל החלטות בטוחות ומהירות בסביבה תחרותית יותר ויותר.

איך תעשיית התשתיות של היום מתכוננת לרשת החכמה של העתיד

אין שאלה שעתיד האנרגיה נע לעבר אספקת חשמל מבוזרת, גמישה ובת קיימא יותר. אבל אנחנו מדברים על תעשייה עולמית שהיא בת למעלה ממאה שנה - ולעתים קרובות חייבים להסתמך על תשתיות מלפני כמעט כל הזמן כדי לשרת מיליארדי אנשים ועל דרישותיהם המשתנות במהירות.

אתגרים נוספים כוללים שינויים רגולטוריים מורכבים, עליית פרוסומרים וסטארט אפים חדשים המתעוררים באזורים ללא פיקוח. כמו כל מסע של טרנספורמציה עסקית ודיגיטלית, המעבר לניהול רשת חכם יותר מתחיל בכמה שלבים זהירים לפני הפריצה לריצה. טכנולוגיות מגזר התשתיות הן ללא ספק אבקות ומאפשרות את האבולוציה של מגזר זה. עם זאת, כדי שיתרחש שינוי משמעותי, חברות תשתיות יצטרכו לבסס תקשורת חזקה, מעורבות לקוחות ותוכניות ניהול שינויים, כולל:

• תקשורת חזון של הרשת החכמה ויישור צוותים ובעלי עניין סביבו
• חיזוק החינוך לצרכן לגבי השינויים וההזדמנויות להגיע
• מתן מוטיבציה לזכייה/זכייה עבור צרכנים, פרוסומרים ושותפי הפצה פוטנציאליים
• פיתוח מדדים למעקב אחר התקדמות ביישום ואפקטיביות של רשתות חכמות
• שמירה על חוויית הלקוח ושימור הלקוחות, בהתחשב בתחרות ובביזור הנוספים של שוק אנרגיה חכמה

השלב הראשון במסע הוא לתקשר עם מובילי צוות ומומחי נושא ברחבי העסק שלך, לפרק קירות סילו ולמצוא את עושר המידע הנסתר לעתים קרובות בתוך. לאחר מכן, עיין באופן שבו ניתן ליישם טכנולוגיות חכמות כדי להניע את העסק שלך קדימה.