A evolução da grade inteligente

O Japão enfrenta um desafio único de fornecimento de energia por causa de suas duas redes de energia totalmente incompatíveis. O sistema ímpar é um legado do século 19 ^th Século, quando os provedores locais em Osaka usavam geradores de 60 Hz, enquanto o equipamento alemão adquirido em Tóquio trabalhava em uma frequência de 50 Hz.

Aqui, Nick Boughton, gerente de vendas da integradora de sistemas, Boulting Technology , explica como a linha do tempo de modernização da rede elétrica, incluindo a convergência de sistemas díspares, levou à evolução da rede elétrica inteligente.

No início do ^o 20 século, as redes locais em todo o mundo estavam crescendo, impulsionadas pelas demandas da revolução industrial. Tornando-se muito grandes, maduras e altamente conectadas na década de 1960, as redes de energia podiam ser medidas por usuário, permitindo o faturamento adequado de acordo com os diversos consumos dos diferentes usuários. No entanto, a capacidade limitada de coleta e processamento de dados significava que acordos de tarifas fixas eram comuns.

Junto com as opções de faturamento abaixo do ideal, a crescente demanda por energia significava que o fornecimento às vezes superava a demanda, especialmente nos horários de pico, e a qualidade da energia era afetada. Entre as décadas de 1970 e 1990, eventos como blecautes, cortes de energia e quedas de energia, em que a tensão cai por minutos ou horas, não eram incomuns em muitos países desenvolvidos.

Milênio

Mais recentemente, na virada do século, a tecnologia avançou para um estágio em que muitas dessas limitações foram superadas. Os preços da energia de pico não precisam mais ser calculados e repassados ​​aos clientes domésticos e comerciais de forma igual.

No entanto, novos desafios, incluindo a instabilidade das energias renováveis, também se tornaram aparentes. As preocupações com os danos ambientais causados ​​por usinas de energia fóssil e a relutância em adotar a energia nuclear resultaram no uso de tecnologias de energia renovável em grande escala.

De acordo com o Relatório de Status Global da REN21 , 19,3% da energia final global consumida foi proveniente de energias renováveis, com as energias renováveis ​​modernas aumentando a sua participação para cerca de 10,2%. A capacidade de energia renovável cresceu com o uso de células solares fotovoltaicas, enquanto a energia hidrelétrica continuou a representar a maior parte da geração.

A energia renovável é a chave para combater as mudanças climáticas, mas ela produz energia altamente variável, o que pode levar a margens de energia mais baixas e, potencialmente, até mesmo apagões em dias nublados e tranquilos. Esses riscos, combinados com a necessidade de uma rede altamente distribuída com energia gerada e consumida por toda parte, levaram ao desenvolvimento de redes inteligentes.

Investimento

O primeiro passo para uma atualização de rede inteligente é melhorar a infraestrutura, para produzir o que a China cunhou como Rede Forte. Em seguida, vem a adição da camada digital, tornando a rede inteligente, seguida pela transformação do processo de negócios, que é necessária para capitalizar o investimento. Hoje em dia, muito desse trabalho é agrupado como atualizações de smart grid.

A rede elétrica inteligente é o objetivo final para tirar proveito de todo o conjunto de recursos disponíveis para redes de energia. Isso inclui a tecnologia de estimativa de estado, que melhora a detecção de falhas e permite a autocorreção e várias rotas de energia que melhoram a confiabilidade, a resiliência e a flexibilidade.

As redes inteligentes modernas também podem lidar com dois fluxos de energia direcionais, levando mais longe em direção ao objetivo de geração distribuída. Isso é conseguido permitindo que a energia das células fotovoltaicas, células de combustível e a carga das baterias dos carros elétricos invertam o fluxo. O fluxo bidirecional aumenta a segurança enquanto reduz os problemas de confiabilidade de maneira inteligente.

Os algoritmos podem usar dados alimentados de volta ao sistema para prever quantos geradores de reserva serão necessários para lidar com aumentos rápidos na carga da rede. Isso promove a redução de carga que pode eliminar problemas de estabilidade.

As redes inteligentes são uma evolução natural da rede elétrica para a maioria dos países e uma escolha óbvia para os países em desenvolvimento que investem em infraestrutura de energia ou transformam cidades em cidades inteligentes. Os benefícios trouxeram resultados em qualidade de energia mais estável para propriedades comerciais, fabricantes e outras indústrias semelhantes.

As redes inteligentes eliminam ou são responsáveis ​​por muitos problemas de qualidade e confiabilidade de energia. Apesar das muitas vantagens de uma atualização de rede inteligente, as redes separadas do Japão podem exigir mais trabalho antes de se tornarem compatíveis.

O autor deste blog é Nick Boughton, gerente de vendas da integradora de sistemas, Boulting Technology