Con người ngày càng quen với ý tưởng rằng mọi thứ đều được kết nối. Nó không còn là phép ẩn dụ nữa — mọi gia đình, tòa nhà văn phòng và thành phố đều dựa vào cơ sở hạ tầng hữu hình để giữ cho đèn luôn sáng và nơi làm việc đạt hiệu quả cao nhất.
Hầu hết đều quen thuộc với lưới điện — chuỗi đường dây điện, máy phát điện và các bộ phận điện cung cấp năng lượng cho thế giới. Làm thế nào để lưới điện thông minh thúc đẩy nhân loại tiến lên và làm thế nào để chứng minh rằng vẫn còn nỗ lực để cải thiện hiệu quả của lưới điện thông minh?
Mục lục
Lưới điện thông minh là gì và nó mang lại lợi ích như thế nào cho chúng ta?
Lưới điện thông minh chuẩn bị cho nhân loại tương lai với các phiên bản tiên tiến của công nghệ cũ, hoàn chỉnh với khả năng tự động hóa, kết nối Internet vạn vật (IoT), vận hành từ xa, v.v. Nhiều thành phố đang nâng cấp lên lưới điện thông minh vì những lợi ích và khả năng vô tận mà chúng mang lại khả năng phục hồi cơ sở hạ tầng. Các chuyên gia dự đoán lĩnh vực lưới điện thông minh sẽ trị giá 156.21 tỷ đô la bởi 2028.
Hầu hết các cơ sở hạ tầng cần được cập nhật vì nó sắp bị hỏng, rỉ sét hoặc có các vấn đề khác. Các đường dây điện và thiết bị điện tử cũ sử dụng năng lượng quá mức và yêu cầu bảo trì gần như ám ảnh để duy trì hoạt động, đặc biệt là khi đối mặt với gánh nặng môi trường ngày càng tăng từ biến đổi khí hậu.
Ngoài ra, lưới điện yêu cầu sự chú ý tại chỗ, điều này tốn thời gian, tốn kém và có khả năng gây nguy hiểm cho những người vận hành làm việc trên hệ thống dây điện và công nghệ.
Lưới điện thông minh loại bỏ tất cả những lo ngại này và thêm vào đó nhiều lợi ích hơn, bao gồm:
- Chẩn đoán nhanh các nguồn mất điện
- Tiếp cận quyền lực được dân chủ hóa, cho phép người sử dụng điện cũng trở thành nhà phân phối
- Cải thiện giám sát thông qua các cảm biến thông minh để phân tích mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon
- Khả năng chống lại thiệt hại vật chất cao hơn như trộm cắp hoặc ảnh hưởng tự nhiên
- Phân phối điện thông minh, tự động phân bổ tài nguyên trong thời gian cao điểm đến nơi cần thiết nhất
Tuy nhiên, nhân loại vẫn chưa hoàn toàn ở đó. Cải thiện hiệu quả lưới điện thông minh đang diễn ra và đây là cách thực hiện.
1. Cài đặt thêm công nghệ IoT
Các cảm biến IoT có thể tiết lộ các phân tích liên tục thông báo hướng của các nhà thiết kế lưới điện. Nó cũng là trung tâm của tự động hóa. Các cảm biến đọc dữ liệu mọi lúc, làm cho nó có sẵn công khai, và các thiết bị IoT thích ứng đến thông tin đến. Dữ liệu có thể truy cập sẽ tiết lộ cho các nhà sản xuất, nhà khai thác và người tiêu dùng mức độ họ sử dụng.
Hiệu quả của lưới điện thông minh sẽ cải thiện nếu nó tự động biết khi nào nên sử dụng năng lượng và khi nào nên rút lại. Đó là một trong những lý do khiến lưới điện thông thường gây ra quá nhiều lãng phí về tài chính, năng lượng và vật chất — nó không biết khi nào sẽ chậm lại hoặc phản ứng với các tác nhân kích thích bất ngờ.
IoT cũng sẽ thông báo cho các nhóm giám sát khi có lỗi hoặc cơ hội cải tiến. Nếu một phần của lưới điện thông minh có tỷ lệ phần trăm tiêu thụ năng lượng tăng đáng kể, IoT sẽ báo động cho các bên phù hợp để hành động ngay lập tức với thông tin vị trí và chẩn đoán chính xác.
2. Triển khai Máy biến áp thể rắn (SST)
Công nghệ thể rắn là một ngành công nghiệp mới nổi có tiềm năng cách mạng hóa việc sản xuất năng lượng tái tạo và khả năng tiếp cận sạc xe điện, cùng những lợi ích khác. Máy biến thế là phương tiện truyền tải năng lượng và phải được bền bỉ trước các tác nhân gây căng thẳng nặng nề. Máy biến áp thông thường không tối ưu hóa tài nguyên, gây lãng phí năng lượng và cần nhiều quản lý vi mô hơn.
Thiết kế máy biến áp thông minh tối đa hóa hiệu quả năng lượng bằng cách cung cấp kiểm soát nhiều hơn điện áp phương sai. Bởi vì các SST có thể điều khiển chúng một cách thông minh nên chúng có thể phân phối tài nguyên tốt hơn với ít khó khăn kỹ thuật hơn. SST là những gì ngành năng lượng tái tạo cần — các hệ thống phát điện như năng lượng mặt trời hoặc gió đôi khi tạo ra nhiều năng lượng hơn mức chúng có thể lưu trữ. Máy biến áp tốt hơn có nghĩa là năng lượng không bị lãng phí.
3. Cân nhắc thời tiết hóa
Lưới điện thông minh có thể tự vận hành hiệu quả, phân phối năng lượng dựa trên dữ liệu — ngoài ra, máy học có thể giúp lưới điện hoạt động hiệu quả hơn nữa khi các tập dữ liệu ngày càng tăng giúp lưới điện thông minh hơn. Tuy nhiên, các lưới thông thường được kết nối với vô số cấu trúc kém hiệu quả, chẳng hạn như các tòa nhà cũ không có lớp cách nhiệt. Lưới điện thông minh sẽ hoạt động hiệu quả hơn và cung cấp nhiều năng lượng hơn nếu những gì được kết nối với nó cũng được tối ưu hóa.
Ưu tiên đánh giá tòa nhà có thể khiến việc nâng cấp lưới điện thông minh trở nên khó khăn hơn khi hiệu quả bao gồm phần còn lại của các cấu trúc trong khu vực. Tuy nhiên, nếu mọi tòa nhà trong khu phố bổ sung thêm chất trám hoặc cập nhật một hoặc hai cửa sổ, thì lưới điện thông minh sẽ còn hoạt động tốt hơn nữa. Những điều chỉnh nhỏ như tối ưu hóa cho ánh sáng mặt trời hoặc thời tiết sẽ giúp lưới điện thông minh về mặt thiên văn.
4. Bênh vực pháp luật
Các tổ chức phi lợi nhuận và quỹ địa phương rất hữu ích đối với các dự án quy mô nhỏ hơn — những dự án cần được thực hiện nhiều như những dự án lớn hơn. Tuy nhiên, hiệu quả lưới điện thông minh không thể cải thiện nếu không có sự hỗ trợ của quốc gia. Các quốc gia nên tìm cách thông báo cho các đại diện đầu tư liên bang quan trọng như thế nào hỗ trợ khả năng phục hồi cơ sở hạ tầng.
Nó bảo vệ các vị trí cam kết sử dụng lưới điện thông minh khỏi tin tặc hoặc thời tiết khắc nghiệt. Ngoài ra, vận động chính sách cấp quyền tiếp cận năng lượng trên toàn thế giới, trao quyền theo nghĩa đen và nghĩa bóng cho các cộng đồng nhỏ và kém may mắn để tăng cơ hội cho công dân của họ.
Cải thiện hiệu quả lưới điện thông minh giúp ích cho thế giới
Đầu tư vào lưới điện thông minh giúp ích cho mọi khía cạnh của cuộc sống, ngay cả bên ngoài các thành phố lớn. Năng suất tại nơi làm việc, độ tin cậy của đường đi làm và khả năng kết nối internet được cải thiện khi hiệu quả của lưới điện thông minh tăng lên.
Lưới điện thông minh vẫn còn tương đối mới. Nhiều cải tiến hơn được phát hiện khi con người thử nghiệm khả năng của nó. Những tiết lộ này không cản trở sự phát triển — chúng là những cơ hội và hiểu biết sâu sắc về mức độ sắp xếp hợp lý, thân thiện với môi trường và thuận tiện trong tương lai dành cho tất cả mọi người.
