Oksijen gibi, elektrik şebekesi modern yaşam için gereklidir, ancak sorunlar ortaya çıkana kadar her zaman aklın üstünde değildir. Günümüzde yaşlanan şebeke altyapısı tüm dünyada şiddetli hava olaylarından dayak atıyor ve bunun sonucunda sağlık, güvenlik ve ekonomik faaliyeti tehdit eden elektrik kesintileri yaşanıyor. Aynı zamanda bir takım diğer faktörler de yüzyıllık ızgaralar üzerinde baskı oluşturuyor. Enerjinin üretilme şekli hızla değişiyor—daha fazla rüzgar ve güneş, daha az kömür ve fosil yakıt. Bu vardiya için yeni süreçler ve yönetim yolları gerekiyor. “Kim” de kayıyor, artık enerji sadece büyük enerji şirketleri tarafından değil, aynı zamanda yeni rakipler ve tüketiciler (enerji üreten tüketiciler) tarafından da üretiliyor.

Ve sadece doğal dünya hızlı değişmekle kalmıyor, teknolojik dünya da bir gallopta ilerliyor. Makine öğrenimi, veri analitiği ve Nesnelerin İnterneti (IoT) gibi bulut bağlantılı yapay zeka (AI) teknolojileri, çok daha karmaşık enerji üretimi ve dağıtımı yönetebilen akıllı şebekelerin ilerlemesini teşvik ediyor. Bu teknolojiler, karmaşık enerji ekosistemindekiler için onlara önemli bir fırsat sağlar.

Prosumer nedir?

Prosumer, “üretici” ve “tüketici”yi birleştiren portmanteau bir kelimedir. Enerji üreticileri tipik olarak merkezi şebekeye bağlı kalırlar. Bununla birlikte, tipik olarak fotovoltaik güneş panelleri ve EV pilleri ile enerji üretme ve hatta depolama yeteneğine sahiptirler.

Üretilen güç miktarına bağlı olarak, bu enerji ya aylık faturaları denkleştirmek için kullanılabilir ya da enerji dağıtım şirketlerine ya da diğer enerji dağıtım hizmetlerine artı olarak geri satılabilir. Bu model hem konut hem de ticari prosumerlara uygulanabilir, artan sayıda işletme güneş panellerini ve EV filolarını şebekeye takar.

Akıllı şebeke nedir?

Akıllı şebeke, enerji dağıtımı ve dijital iletişim teknolojisini çift yönlü bir elektrik ve veri akışına entegre eden bir ağdır. Bu, enerji üretim ve dağıtım şirketlerinin elektriğin üretimini, iletimini ve dağıtımını optimize etmesine olanak sağlar. Ve aynı zamanda tüketicilerin tüm hikayelerden faydalanmalarını sağlar, bu da onların kullandıkları enerjiyi ve hatta ürettikleri enerjiyi daha iyi anlamalarına yardımcı olur ve güneş panelleri ve EV pilleri gibi şeyler aracılığıyla depolamalarına yardımcı olur.

Geleneksel şebeke ile akıllı şebeke arasındaki fark nedir?

Geleneksel sistemler ve akıllı şebekeler arasındaki temel fark, enerji üretim ve dağıtım şirketlerinden tüketicilere kadar her iki yönde de bilgi alışverişinde bulunur. Akıllı ızgaraları farklılaştıran en önemli özelliklerden bazıları şunlardır:

• Teknoloji: Yapay zeka, bulut ve dijital teknolojiler şebekedeki tüm cihaz ve varlıkların iletişim kurmasına olanak tanır, daha iyi kontrol ve kendi kendini düzenlemeyi destekler.
• Dağılım: Müşterilerin ve güneş veya rüzgar gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının ürettiği enerji kesintili ve dengesiz olabilir. Akıllı şebeke teknolojileri, bu tür kaynaklardan gelen gücü koordine etmeye, depolamaya ve dağıtmaya, istikrarlı ve güvenilir bir akışa yardımcı olur.
• Üretme: Akıllı sistemlerdeki tahmine dayalı analitikler, yüksek talepli suşların tahmin edilebileceği ve birden fazla tesis ve trafo istasyonuna dağıtılabileceği anlamına gelir.
• Sensörler: Ağ genelindeki IoT sensörleri riski erken tespit etmeye, kesintileri azaltmak için gücün yeniden dağıtılmasına ve operatörlerin doğrudan müdahalesi olmadan yükleri dengelemeye yardımcı olabilir.
• Kendi kendine onarım ve tahmine dayalı bakım: Sensörler mekanik sorunları tespit etmek ve basit sorun giderme ve onarımlar yapmak için de kullanılabilir, teknisyenlere yalnızca gerektiğinde (herhangi bir şey bozulmadan önce) bildirimde bulunur.
• Müşteri seçimi: Daha fazla enerji tedarikçisi, kooperatif ve mikro jeneratörler şebekeye katılarak tüketicilerin enerji alma şekillerinde daha fazla seçeneğe sahip olmasını sağlayabilir.

Akıllı enerji çözümlerinde yapay zekanın uygulamaları: Enerji üretim ve dağıtım sektörü perspektifi

Yapay Zeka, akıllı şebekelerin arkasındaki “akıllı aracıyı” harekete geçiren, çevreyi değerlendiren ve belirli bir hedefi en üst düzeye çıkarmak için eylemlerde bulunan “akıllı ajandır”. Yapay zeka, yenilenebilir enerjinin entegrasyonu, enerji ağlarının stabilizasyonu ve altyapıdaki istikrarsızlıkla ilişkili finansal risklerin azaltılması için temeldir.

Örneğin, yapay zekanın kendi kendine öğrenme, uyarlanabilirlik ve hesaplama özellikleri, yenilenebilir enerjinin kesintili doğasını ele almak için önemli potansiyele sahiptir. Üretimin ve tüketimin zirvelerinde bir dengesizlik genellikle “ördek eğrisi” aracılığıyla temsil edilir ve bu enerji kaynaklarını kontrol etmeyi zorlaştırabilir. Yapay zekanın akıllı şebekelerde kullanılması, üretim ve tüketim yükleri arasındaki eşitsizliği yeniden dengeleyerek bu zorluğun giderilmesine yardımcı olacaktır.

Akıllı şebeke teknolojileri enerji üretim ve dağıtım sektörü faaliyetlerini daha şeffaf ve rekabetçi hale getirmeye yardımcı olur. Akıllı şebekelerde yapay zeka ve makine öğrenmesi uygulamalarından bazıları şunlardır:

• Çeviklik ve dayanıklılık: Yenilenebilir enerji, kooperatifler ve tüketiciler gibi yeni ortaklar tarafından oluşturulduğunda, genellikle aralıklı ve değişkendir. Sensörler ve otomasyon, şebekenin hassas olan parçalarını belirlemek ve otomatik yeniden yönlendirmeyle yanıt vermek için (zirve üretim zamanlarında fazla enerji depolamak ve akıştaki boşluklar sırasında yeniden yönlendirmek) kullanılabilir.
• Daha kesin tahmin: Enerji üretim ve dağıtım sektörü, tüketimdeki değişiklikler nedeniyle yaygın fiyat değişkenliği ile karşı karşıya. Tahmine dayalı analiz modelleri, güç yüklerini ve yenilenebilir enerji üretimini daha güvenilir şekilde tahmin etmek için kullanılabilir. Gelişmiş ölçüm altyapısından (AMI) verileri yapay zeka ile birleştirerek, tahminler geleneksel yaklaşımlardan daha doğrudur.
• Daha sofistike kesinti uyarıları: Akıllı şebekedeki sensörler, sayaçlar ve aktüatörler ağı,kısmi veya tam kesintiler nedeniyle güç kaybını belirtmek için " son gaz" kısa sinyal iletimi (zaman ve tarih dahil) verebilir. Buna ek olarak, yapay zekanın tahmin özellikleri ve akıllı sayaçların gerçek zamanlı verileri, operatörleri kesintileri gerçekleşmeden hemen bilgilendirebilir. Bu sistemler bireysel, sokak ve bölgesel kesintiler arasında bile ayrım yapabilir.
• Optimize edilmiş güç verimi: Yapay zeka destekli sensör ağlarının üretim aşamalarında kullanımı güç çıkışını optimize etmek için de kullanılabilir. Benzer bir şekilde güneş enerjisi de güneş radyasyonunu öngörerek üretkenliği artırmak için yapay zeka araçlarından yararlanır.
• Geliştirilmiş otomatik anahtarlama: Yapay zeka araçlarının şebeke dengesizliklerini tahmin etme ve kısa bir güç kesintisi ile tam on kesintisi arasında ayrım yapma yeteneği, yakında geçiş protokollerinin otomatikleştirilmesine olanak sağlayacaktır. Bu, enerji üretim ve dağıtım şirketlerinin ciddi zararlar meydana gelmeden veya kesinti diğer alanlara açılmadan önce enerjiyi yeniden ayırmasına veya etkilenen bölgeleri izole etmesine olanak sağlayacaktır. Bu araçlar, arızaları izole etmek ve onarmak için kullanılan temel ekipmanların güvenliğini sağlayan bir savunma hattıdır.
• Daha esnek talep tarafı yönetimi (DSM): Enerji talebindeki zirve, enerji şirketlerini büyük bir gerilime soktu. Ev ve ofislerde yapay zeka ve akıllı sayaçların kullanılması, sağlayıcıların bunları karşılayabilmesini sağlamak için enerji talebindeki değişikliklerin çizelgelenmesine, planlanmasına, yürütülmesine ve izlenmesine yardımcı olabilir. Bunu yapmak ABD tarafından gösterildiği gibi güç kullanımı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Talep yönetimi sayesinde tepe yüklerin 150 GW'ye kadar azaltılabileceğini tespit eden Federal Enerji Düzenleme Komisyonu. Benzer şekilde, Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü (EPRI) bu akıllı aletlerin 2030 yılına kadar yaz enerjisi zirvelerinde 175 GW azalmasına yol açabileceğini tahmin etmiştir.
• Geliştirilmiş güvenlik: Siber güvenlik tüm iş sektörleri için önemli bir konudur. Siber saldırı stratejilerinin artan sayısı ve karmaşıklığı hem mevcut hem de yeni elektrik şebekeleri için risk oluşturuyor. Yapay zeka araçları ağ saldırısı özelliklerini, kötü amaçlı yazılımları ve sızma durumlarını tespit ederek ve güç sistemleri için ağ güvenliği koruması sağlayarak bu riski azaltmaya yardımcı olabilir. Ayrıca, blok zinciri gibi diğer teknolojiler, özellikle akıllı sözleşmelerle birleştirildiğinde yeni iş çözümlerine olanak sağlayan şeffaf, kurcalamaya dayanıklı ve güvenli sistemler sağlayabilir.

Akıllı enerji çözümlerinde yapay zekanın uygulamaları: Tüketici perspektifi

İngiltere ve ABD'den yapılan son anketler, enerji üretim ve dağıtım şirketlerine yönelik olarak büyük müşteri tutumlarının azlığını gösteriyor. Enerji tedarikçilerinin ve tüketicilerin artmasıyla birlikte enerji şirketleri, daha iyi müşteri etkileşimi ve memnuniyeti sağlamaya yardımcı olmak için akıllı çözümlerden yararlanmak zorunda kalacak. Akıllı şebeke teknolojilerinin müşteri memnuniyetini artırmaya yardımcı olabileceği yöntemlerden bazıları aşağıdadır:

• Daha düşük maliyetler: Yapay zeka destekli akıllı şebeke yönetimi ve akıllı ölçüm, müşterilerin en fazla enerjiyi ne zaman ve nerede kullandıklarını görmelerine yardımcı olmakla kalmayıp, yoğun zamanlarda kullanımı azaltmak için tipik günlük rutinlerini optimize etmeye yönelik kişiselleştirilmiş ipuçları ve öneriler sunarak müşterilerin güç kullanımlarına ilişkin saatlik değerlendirmeler almalarına olanak tanır. Ayrıca, maliyetleri daha da azaltmak için tüketicilerin şebekeye geri satılabilen enerji üretimini yönetmesine yardımcı olur.
• Gelişmiş sürdürülebilirlik ve şeffaflık: Akıllı şebeke verileri, müşterilerin enerjilerinin nereden geldiğinin daha fazla farkına varmasına, etkileşimlerini artırmasına ve şebekenin demokratikleşmesine yardımcı olmasına yardımcı olabilir. Bu, onlara enerji tedarikine ilişkin yeni perspektifler ve daha sürdürülebilir seçenekler seçme olanağı sunmaya yardımcı olabilir.
• Daha az kesinti: Bahsedildiği gibi yapay zeka araçları, hem konut hem de ticari müşteriler için kesinti sayısını azaltmaya ve bunların etkisini azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, özellikle hava durumu olayları ve rekor sıcaklıklar kahverengi ve diğer aksaklıklardan korkulduğu için tüketiciler için güvenlik ve güvenin artması anlamına geliyor.

Yakın zamanda, bir Birleşik Krallık dağıtım sistemi operatörü, tüketicilerin enerji yönetimini geliştirmesine, ağ yüklerini optimize etmesine ve karbon emisyonlarını azaltmasına yardımcı olmak için akıllı sayaç verilerini kullanmaya yönelik bir pilot proje açıkladı. Deneme, müşterileri milyonlarca pound tasarruf edebilir ve potansiyel olarak İngiltere'nin yıllık karbon ayak izinden milyonlarca ton sera gazı emisyonunu azaltabilir. Bu, akıllı şebekelerin müşteriler ve çevre için olası avantajlarına yalnızca bir örnektir.

Enerjide Büyük Veri: Neden Önemli?

Hem müşterilerin hem de enerji üretim ve dağıtım şirketlerinin birbirine benzemesi açısından, bu teknolojilerin önemli olan büyük ve ayrık miktarda Büyük Veri toplama ve yönetme yeteneği değildir; tüm bu verilerden yararlanma ve bunları güç kullanımını optimize etmek ve operasyonları bilgilendirmek için kullanma yeteneğidir. Büyük Veri şu konularda yardımcı olmanın anahtarıdır:

• Yenilenebilir ve alternatif gücü enerji üretim ve dağıtım şirketlerine daha iyi entegre ederek kesintiyi tahmin etmeyi ve yönetmeyi ve üretici oyuncuların çok sayıda küçük girdisini dengelemeyi öğrenin.
• Her şey azaldıktan sonra değil, kesintileri öngörerek ve kaynakları saniyenin bir kısmında yönlendirerek tüketicileri koruyun.
• Geçmişteki aktivitelerden dijital olarak öğrenerek ve günlük aktiviteleri daha iyi yönetmek ve otomatikleştirmek için bu özelliği kullanarak şirketler ve tüketiciler için paradan tasarruf edin.
• Enerji üretim ve dağıtım şirketlerinin giderek daha rekabetçi bir ortamda güvenli ve hızlı kararlar almasını sağlayan hızlı, eyleme geçirilebilir içgörüler sağlayın.

Günümüzün enerji üretim ve dağıtım sektörü geleceğin akıllı şebekesine nasıl hazırlanıyor?

Enerjinin geleceğinin daha ademi merkeziyetli, esnek ve sürdürülebilir güç tedarikine doğru ilerlemesi söz konusu değildir. Ancak bir asrı geçmiş küresel bir sektörden bahsediyoruz ve milyarlarca insana ve hızla değişen taleplerine hizmet etmek için genellikle o kadar uzun zaman öncesinden gelen altyapılara güvenmeliyiz.

Diğer zorluklar arasında karmaşık düzenleme değişiklikleri, prosumerların yükselişi ve deregüle edilen bölgelerde ortaya çıkan yeni girişimler yer alıyor. Her türlü iş yolculuğu ve dijital dönüşüm gibi, daha akıllı şebeke yönetimine geçiş, koşuya atılmadan önce birkaç temkinli adımla başlar. Enerji üretim ve dağıtım sektörü teknolojileri şüphesiz bu sektörün gelişimine güç ve olanak sağlıyor. Ancak anlamlı bir değişikliğin oluşması için enerji üretim ve dağıtım şirketlerinin güçlü bir iletişim, müşteri katılımı ve aşağıdakiler dahil olmak üzere değişiklik yönetimi planları kurması gerekecektir:

• Akıllı şebeke ile ilgili bir vizyonun paylaşılması ve ekiplerin ve çevredeki paydaşların uyumlu hale getirilmesi
• Tüketici eğitiminin değişimler ve gelecek fırsatlar konusunda güçlendirilmesi
• Tüketiciler, tüketiciler ve potansiyel dağıtım ortakları için kazanç/kazanç motivasyonu sağlama
• Akıllı şebekelerin uygulanmasındaki ve etkinliğindeki ilerlemeyi izlemek için metrikler geliştirme
• Ek rekabet ve akıllı enerji pazarının merkezsizleştirilmesi göz önünde bulundurulduğunda müşteri deneyimini ve müşteri tutmayı göz önünde bulundurma

Yolculuğun ilk adımı, işletmenizdeki ekip liderleri ve konu uzmanları ile iletişim kurmak, silo duvarlarını parçalamak ve içinde gizlenen bilgilerin zenginliğini bulmaktır. Ardından, işletmenizi ileriye taşımak için akıllı teknolojileri nasıl uygulayabileceğinize bakın.