نقش اینترنت اشیا و هوش مصنوعی در بهبود عملکرد شبکه برق

به گزارش ربات کشاورز، رئیس مرکز راهبری ستادهای معاونت علمی اظهار داشت: فناوری های نوینی مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی و سیستم های مدیریت انرژی پیشرفته (EMS) می تواند هماهنگی بهتری میان تولید و مصرف برق ایجاد کنند.

به گزارش ربات کشاورز به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، عبدالحسن بهرامی با اشاره به اینکه توسعه انرژی های تجدیدپذیر در کشور، مستلزم آماده سازی و ارتقاء زیرساخت های کلیدی است، اظهار داشت: از مهم ترین چالش ها در این حوزه، عدم آمادگی کافی شبکه برق کشور برای ادغام گسترده ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر است. این منابع به سبب نوسانات طبیعی تولید (مانند تغییرات شدت تابش خورشید یا سرعت باد) نیازمند فناوری های پیشرفته برای حفظ پایداری شبکه است. برای این منظور، ارتقاء شبکه انتقال برق با استفاده از خطوط انتقال فوق فشار (HVDC) برای کاهش تلفات انرژی و تقویت ظرفیت شبکه ضروری می باشد. همچنین، توسعه شبکه های هوشمند با استفاده از فناوری های نوینی مانند اینترنت اشیا (IoT)، هوش مصنوعی و سیستم های مدیریت انرژی پیشرفته (EMS) می تواند هماهنگی بهتری میان تولید و مصرف بوجود آورده و نوسانات را کنترل کند.

فناوری های کلیدی برای بهبود عملکرد شبکه

رئیس مرکز راهبری ستادهای توسعه اقتصاد دانش بنیان اضافه کرد: استفاده از ترانسفورماتورهای هوشمند از فناوری های کلیدی برای بهبود عملکرد شبکه به حساب می آید که می تواند جریان برق را به شکل بلادرنگ تنظیم کند. سیستم های ذخیره سازی انرژی هم نقشی حیاتی در حفظ تعادل تولید و مصرف دارند. باتری های پیشرفته، ذخیره سازی هیدروژن سبز و فناوری های پمپ ذخیره ای همچون روش هایی هستند که می توانند انرژی مازاد تولیدشده از منابع تجدیدپذیر را برای زمان های اوج مصرف ذخیره کنند. علاوه بر این، بهره برداری از سیستم های مدیریت انرژی پیشرفته (EMS) به کمک فناوری های هوش مصنوعی، امکان پیشبینی تقاضا و کنترل بهینه بار را فراهم می آورد. این ابزارها به اپراتورها کمک می کنند تا شبکه را پایدار نگه داشته و هزینه های عملیاتی را کاهش دهند.

نقش ریزشبکه ها در تأمین انرژی مستقل و پایدار

به گفته او، توسعه ریزشبکه ها (میکروگریدها) و شبکه های توزیع غیرمتمرکز بخصوص در مناطق دورافتاده، وابستگی به شبکه برق سراسری را کاهش داده و امنیت تأمین انرژی را تضمین می نماید. این ریزشبکه ها می توانند به شکل مستقل عمل کرده یا با شبکه اصلی یکپارچه شوند و انرژی تولیدی از منابع تجدیدپذیر را به صورت مؤثری به مصرف کنندگان برسانند. در این راستا، استفاده از ذخیره سازهای انرژی در سطح شبکه و فناوری های اینترنت اشیا (IoT) برای نظارت و بهینه سازی جریان برق، اهمیت بالای ی در کاهش هزینه ها و افزایش پایداری سیستم برق رسانی ایفا می کند. با پیاده سازی این زیرساخت ها و فناوری ها، امکان بهره برداری بهینه از ظرفیت انرژی های تجدیدپذیر و حرکت بسمت یک سیستم برق پایدار و کارآمد فراهم می شود.

مولدهای خانگی: راهکاری برای تقویت شبکه برق و افزایش درآمد

بهرامی توسعه مولدهای خانگی و کوچک مقیاس، را راهکاری برای جبران ضعف زیرساخت های شبکه انتقال دانست و اظهار داشت: این مولدها، بخصوص در مناطقی که دسترسی به شبکه برق اصلی محدود است یا زیرساخت های انتقال به صورت کامل توسعه نیافته اند، می توانند بعنوان منابع تولید پراکنده (Distributed Generation) عمل کنند. در این مدل، هر واحد خانگی یا تجاری می تواند به شکل مستقل انرژی مورد نیاز خویش را تولید نماید و در صورت تولید مازاد، آنرا به شبکه برق تزریق کند.
وی افزود: از آنجائیکه مولدهای خورشیدی احتیاج به فناوری پیچیده و پرهزینه ندارند، این خصوصیت سبب می شود که نصب و راه اندازی آنها برای افراد و کسب وکارهای کوچک مقرون به صرفه باشد. با کاهش هزینه ها، نصب این سیستم ها امکان پذیرتر شده و می تواند به یک منبع درآمد برای خانوارها تبدیل گردد. به بیانی دیگر، افراد می توانند با تولید انرژی از راه پنل های خورشیدی و فروش برق به شبکه، به صورت مستقیم درآمد کسب کنند. این مولدهای خانگی همینطور فاصله میان تولید و مصرف را کم می کنند و بخصوص در حالی که شبکه های انتقال برق با تلفات و مشکلات مواجهند، می توانند به افزایش کارآمدی سیستم کمک کنند. تولید انرژی در محل مصرف باعث کاهش تلفات انرژی در طول مسیر انتقال می شود و در عین حال به تأمین برق پایدار و مؤثر کمک می نماید.

مزایای سیستم های خورشیدی: کاهش هزینه ها و افزایش کارآمدی انرژی

به گفته بهرامی، سیستم های خورشیدی به صورت طبیعی احتیاج به نگهداری کمی دارند. این سیستم ها فاقد قطعات متحرک و پیچیده اند و عمر طولانی دارند، بنابراین هزینه های نگهداری آنها به صورت قابل ملاحظه ای پایین است. این خصوصیت سبب می شود که مولدهای خورشیدی به یک گزینه جذاب برای خانوارها و کسب وکارهای کوچک تبدیل شوند. در مجموع، توسعه مولدهای خورشیدی خانگی نه تنها به کاهش فشار روی شبکه های برق و افزایش پایداری سیستم کمک می نماید، بلکه می تواند بعنوان یک منبع مستقل درآمد برای مصرف کنندگان هم عمل کند و با کاهش تلفات انتقال، کارآمدی کل سیستم برق رسانی را افزایش دهد.

ضرورت تدوین نقشه راه برای توسعه انرژی های تجدیدپذیر

این مقام مسئول با تکیه بر این که برای توسعه انرژی های تجدیدپذیر در کشور، داشتن یک نقشه راه ضروریست تا تمامی جنبه ها مدیریت شوند، تصریح کرد: این نقشه راه باید شامل ملاحظات گوناگونی باشد که هم راستایی بین اهداف توسعه انرژی تجدیدپذیر و نیازهای مختلف کشور را تضمین کند.

آمایش سرزمین؛ گام اول در توسعه انرژی تجدیدپذیر

وی ادامه داد: از نخستین گام ها در این راستا، توجه به آمایش سرزمین است. در این بخش باید بررسی دقیق تری از ظرفیتهای طبیعی موجود در مناطق مختلف کشور صورت گیرد. برای نمونه، برخی مناطق کشور ظرفیت بالاتری برای تولید انرژی خورشیدی دارند، در حالیکه مناطق دیگر می توانند از منابع بادی یا انرژی بیوماس استفاده نمایند. بنابراین، باید مناطق مختلف بر طبق این اقتضائات اولویت بندی شوند و زیرساخت های موردنیاز برای بهره برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر در آنها فراهم گردد.

اولویت بندی بخش های مختلف در توسعه انرژی تجدیدپذیر
به گفته بهرامی، اولویت بندی بخش های مختلف کشور همچون صنعت، کشاورزی و خانگی در توسعه انرژی های تجدیدپذیر هم از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. به صورت مثال، هم اکنون بخش صنعت خسارت ها و ضررهای فراوانی را به واسطه کمبود انرژی متحمل شده است. یا بخش کشاورزی با سهم مصرف حدود ۱۵درصد از برق کشور، می تواند از سیستم های خورشیدی برای تأمین برق مورد نیاز چاه ها و تجهیزات کشاورزی بهره ببرد. در قسمت خانگی هم نصب پنل های خورشیدی برای تأمین انرژی مصرفی منازل و یا حتی تولید برق مازاد می تواند راهکاری مؤثر باشد. هر یک از این بخش ها باید به صورت جداگانه در نقشه راه بطور دقیق تر بررسی و پیاده سازی شوند.
تدوین سبد انرژی کشور، یک رکن اساسی
وی تدوین و تبیین سبد انرژی کشور را یکی دیگر از ارکان مهم این نقشه راه دانست و اظهار داشت: با عنایت به این که توسعه انرژی های تجدیدپذیر باید بعنوان یک بخش مکمل و جایگزین به سبد انرژی کشور اضافه شود، نیاز است که سهم انرژی های تجدیدپذیر در مقایسه با منابع انرژی سنتی (مانند نفت و گاز) مشخص و تدابیر موردنیاز برای رسیدن به این هدف تدوین شود. این تبیین باید با درنظر گرفتن ظرفیتهای داخلی، نیازهای ملی و بین المللی و الزامات محیط زیستی صورت گیرد.
هماهنگی با تولید سایر بخش ها، بخصوص نیروگاه های حرارتی است از دیگر نکاتی بود که از نگاه رئیس مرکز راهبری ستادهای توسعه اقتصاد دانش بنیان مغفول نماند و در این خصوص عنوان کرد: در صورتیکه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر به شکل گسترده ای در کشور توسعه یابد، باید هماهنگی لازم با نیروگاه های حرارتی و دیگر نیروگاه ها صورت گیرد تا در مواقعی که تولید انرژی تجدیدپذیر با نوسان مواجه می باشد، این نیروگاه ها بعنوان پشتیبان عمل کنند. این هماهنگی همینطور به منظور پیشگیری از ایجاد بحران در شبکه برق کشور و حفظ پایداری تأمین انرژی در شرایط مختلف ضروریست.

وی افزود: در نهایت، یک نقشه راه جامع باید با عنایت به این ملاحظات، سیاستها و مشوق های موردنیاز برای توسعه و سرمایه گذاری در این بخش ها را فراهم آورد. این نقشه راه باید بگونه ای تدوین شود که نه تنها اهداف بلند مدت توسعه انرژی تجدیدپذیر در کشور تحقق یابد، بلکه در عین حال منافع اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی آن هم به صورت کامل تأمین شود.
توجه به نگهداری و تعمیرات پروژه های انرژی تجدیدپذیر
بهرامی در مورد دیگر الزامات و ملاحظات توسعه انرژی های تجدیدپذیر در کشور اضافه کرد: پشتیبانی، نگهداری و تعمیرات پروژه های انرژی تجدیدپذیر از موارد دیگری است که باید به آن توجه داشت. با عنایت به این که اغلب منابع تجدیدپذیر مانند نیروگاه های خورشیدی و بادی از تجهیزات پیچیده ای بهره می برند، باید استانداردها و نظارت کافی بر واردات این تجهیزات به درستی اعمال شود تا بعد از چند سال شاهد به وجود آمدن گورستانی از تجهیزات ناکارآمد و کم کیفیت در کشور نباشیم. از طرفی پشتیبانی و تعمیرات مستمر برای حفظ کارآمدی و افزایش عمر مفید این سیستم ها احساس می شود. برای این منظور، باید سیستم های مدیریتی و خدمات بعد از فروش درنظر گرفته شود که شامل تأمین قطعات یدکی، خدمات فنی و مهندسی و به کارگیری نیروی کار متخصص باشد. این امر می تواند به کاهش هزینه های عملیاتی و ارتقاء بهره وری سیستم ها کمک نماید.
رئیس مرکز راهبری ستادهای توسعه اقتصاد دانش بنیان در انتها تصریح کرد: این اشتغال زایی می تواند در چارچوب آموزش های فنی و حرفه ای در جهت ارتقاء مهارت های نیروی کار صورت گیرد. بخصوص در مناطقی که پروژه های انرژی تجدیدپذیر در آنها اجرا می شود، ایجاد دوره های آموزشی برای جوانان و نیروی کار محلی می تواند علاوه بر توسعه صنعت انرژی های تجدیدپذیر، منجر به توانمندسازی این جوامع در دیگر صنایع هم شود.
به طور کلی، پشتیبانی، نگهداری و تعمیرات، علاوه بر اشتغال زایی، به ایجاد اقتصادی پایدار و توسعه ای بلند مدت برای کشور کمک می نماید. ازاین رو، توجه به زیرساخت های این حوزه و سرمایه گذاری در آموزش و مهارت افزایی نیروی انسانی، نقش حیاتی در تضمین موفقیت پروژه های انرژی تجدیدپذیر خواهد داشت.

منبع: