نگاهی به تکنولوژی‌های نوین در صنعت برق

پیشرفت‌های فناوری در طول سال‌ها نحوه زندگی، کار و تعامل ما با یکدیگر را تغییر داده است و صنعت برق نیز از این قاعده مستثنی نیست. در طول دهه گذشته، ما شاهد افزایش قابل توجهی در نوآوری های تکنولوژیکی بوده ایم که منجر به توسعه سیستم های جدید تنظیم کننده برق شده است. روندهای تکنولوژی به سرعت در حال تغییر در صنعت برق، نحوه مصرف و استفاده ما از برق را تغییر داده است. سازمان ها هدف خود را کاهش قابل توجه انتشار CO2 برای کاهش تغییرات آب و هوا تعیین کرده اند. علاوه بر این، دولت ها و شرکت های انرژی اکنون در حال سرمایه گذاری در منابع انرژی تجدیدپذیر هستند و از سوخت های فسیلی فاصله می گیرند. طراحی مبتنی بر مدل و شبیه‌سازی سیستم به حمایت از نوآوری و مبارزه با ورودی‌های پرهزینه‌ای که بسیاری از این پروژه‌های در مقیاس بزرگ ایجاد می‌کنند، کمک کرده است. این مطلب آموزشگاه فنی در مورد پیشرفت های تکنولوژیکی جدید در صنعت برق و آنچه در سال 2023 باید انتظار داشت و اینکه چگونه بر زندگی روزمره ما تأثیر می گذارد بحث می کند.

پیشرفت های تکنولوژیکی در صنعت برق

پیشرفت های تکنولوژیکی منجر به پیشرفت و تحول قابل توجهی در صنعت برق در طول سال ها شده است. با شروع سال 2023، انتظار داریم چندین فناوری نوظهور صنعت برق را مختل کنند. همانطور که تقاضای مصرف کنندگان افزایش می یابد و نیاز ما به منابع انرژی پایدار ضروری تر می شود، به طور فزاینده ای آشکار می شود که تغییرات اساسی در نحوه تولید، انتقال و مصرف برق ایجاد خواهد شد. این پیشرفت‌های فن‌آوری نقش مهمی در دگرگونی صنعت برق خواهند داشت.

در عصری که با دیجیتالی شدن سریع جوامع در سراسر جهان مشخص شده است، بسیاری از جوامع در حال تجربه یک پدیده متناقض است. در حالی که بخش قابل توجهی از جمعیت  به برق دسترسی ندارند، افزایش تقاضای بی‌سابقه‌ای برای برق ایجاد می‌کند.. ادغام این فناوری‌ها، متناسب با چالش‌ها و فرصت‌های منحصربه‌فرد ، نویدبخش نه‌تنها پر کردن شکاف انرژی، بلکه سوق دادن این قاره به عصر جدیدی از توسعه پایدار است.

در میان این پیگیری راه حل های انرژی های تجدیدپذیر، نقش توسعه نرم افزار به عنوان یک توانمندساز حیاتی می درخشد. همانطور که انرژی های تجدیدپذیر از منابع طبیعی برای تولید نیرو استفاده می کند، توسعه نرم افزار نیز از قدرت فناوری برای ساده سازی فرآیندها، بهینه سازی کارایی و ارتقای مدیریت سیستم بهره می برد. از سیستم‌های پیچیده مدیریت انرژی که عرضه و تقاضا را متعادل می‌کنند تا الگوریتم‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده که طول عمر زیرساخت انرژی را تضمین می‌کنند، نرم‌افزار نقشی محوری در به حداکثر رساندن پتانسیل فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر ایفا می‌کند.

صنعت انرژی بر کربن زداییی متمرکز شده است

با سرمایه گذاری بزرگ در فن آوری های انرژی های تجدیدپذیر بالغ و کم هزینه مانند باد و فتوولتائیک (PV)، صنعت انرژی پیشرو در کربن زدایی است. برای حمایت از استقرار سریع انرژی‌های تجدیدپذیر بدون به خطر انداختن پایداری سیستم‌های قدرت، واحدهای قابل توزیع، از جمله نیروگاه‌های سوخت فسیلی، در حال حاضر تولید و تقاضای برق را متعادل می‌کنند. این مطمئناً تا زمانی که سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ به طور معمول در دسترس باشند، صادق خواهد بود.

برای رسیدگی به انتشار CO2 دارایی‌های موجود، شرکت‌های انرژی علاقه خود را به فناوری‌های جذب و ذخیره کربن دوباره به دست آورده‌اند. جذب و ذخیره کربن که با نام CCS نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که دی‌اکسید کربن را قبل از ورود به اتمسفر می‌گیرد، آن را به محل ذخیره‌سازی منتقل می‌کند و برای سال‌های آینده جدا می‌کند. جذب CO2 پس از احتراق با استفاده از حلال‌های آمین مایع به مدت 15 سال مورد توجه بوده است، اما متأسفانه به دلیل عدم وجود مشوق‌ها و مالیات کربن، با سرعت مورد انتظار از نظر تجاری استفاده نشده است. با این حال، این اکنون در حال تغییر است. شرکت‌های برق اکنون از بخش‌های مهندسی دانشگاهی و ابزارهای تجاری درخواست می‌کنند تا هزینه CCS را تخمین بزنند و نرخ‌های حذف CO2 پایدار را فعال کنند و در عین حال تأثیر آن بر نیروگاه را به حداقل برسانند، مانند کاهش تولید برق یا محدودیت‌ها در عملکرد گذرا.

فرآیند جذب آمین استاندارد

CCS همچنین می‌تواند با تبدیل کردن بخار متان به روشی ارزان‌تر و تمیزتر برای تولید هیدروژن، تا زمانی که الکترولیزها مقرون به صرفه‌تر شوند، استقرار فناوری‌های هیدروژن را تسریع بخشد.

مفهوم مرتبط با CCS، CCUS است که به معنای جذب کربن، استفاده، (گاهی اوقات به عنوان “استفاده” نامیده می شود) و ذخیره سازی است. CCUS از همان ایده CCS پیروی می کند، اما به جای ذخیره کربن، برای فرآیندهای صنعتی با تبدیل آن به پلاستیک، بتن یا سوخت مورد استفاده قرار می گیرد. تولید سوخت مصنوعی مانند گازوئیل یا متان نیز می تواند شامل جذب مستقیم هوا (DAC) به جای جذب منبع نقطه ای باشد. DAC در مراحل اولیه است، اما مسیری است که توسط شرکت‌های همه بخش‌ها بررسی می‌شود. این به این دلیل است که این پتانسیل را دارد که بخش حمل و نقل را از نظر کربن خنثی کند در حالی که از زیرساخت های هیدروکربنی موجود استفاده می کند.

اگرچه جذب کربن به عنوان فناوری لازم برای دستیابی به اهداف آب و هوایی شناسایی شده است، چالش اصلی استقرار تجاری است. این امر مستلزم سرمایه گذاری سنگین در هزینه های طراحی، ساخت و بهره برداری است. بسیاری از شرکت‌ها به طراحی مبتنی بر مدل و شبیه‌سازی سیستم روی آورده‌اند تا گزینه‌های موجود برای اجرای مقرون‌به‌صرفه اهداف در کاهش انتشار CO2 را ارزیابی کنند.

سیستم های ذخیره سازی فناوری انرژی در کانون توجه قرار دارند

انرژی به اشکال مختلفی وجود دارد – مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و شیمیایی – بنابراین ابزارها و فناوری‌های تبدیل و ذخیره انرژی بسیار متفاوت هستند، اما فراوان هستند.

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی به‌عنوان توانمندسازهای کلیدی برای استقرار گسترده منابع انرژی تجدیدپذیر ظاهر شده‌اند. هدف اصلی پروژه های ذخیره سازی در برنامه های برق، ذخیره انرژی مازاد تجدیدپذیر و استفاده بعدی از آن است. چالش پیش روی شرکت ها یافتن راه حلی ارزان، کارآمد، مقیاس پذیر و قابل توزیع با استفاده از قطعات و مواد استاندارد برای ایجاد این سیستم های ذخیره سازی است.

از آنجایی که شرکت‌های بیشتری برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی اولویت‌بندی و بودجه می‌دهند، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی حرارتی (TES) به عنوان پیشرو برای این شرکت‌ها ظاهر می‌شوند. TES نه تنها برای کاربردهای گرمایش و سرمایش (قدرت به گرما)، بلکه برای ذخیره و تبدیل گرما به برق نیز مرتبط است. گرمای ذخیره شده در دماهای بالا را می توان با استفاده از موتورهای حرارتی استاندارد مانند موتورهایی که در نیروگاه های حرارتی موجود استفاده می شود، به طور موثر به نیرو تبدیل کرد. گزینه های مورد بررسی برای ذخیره ارزان گرما در مقیاس بزرگ شامل بتن، سنگ، ماسه یا نمک مذاب است. نمونه هایی از فناوری هایی که در آنها از سیستم های TES برای تولید برق استفاده می شود عبارتند از:

• گرمای پمپ شده – نیروی تجدیدپذیر با استفاده از یک پمپ حرارتی به گرما تبدیل می شود که سپس در یک موتور حرارتی به برق تبدیل می شود.
• انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) – تابش خورشیدی متمرکز و به صورت گرما ذخیره می شود که سپس با استفاده از یک موتور حرارتی به نیرو تبدیل می شود.
• دیگ های سنتی مقاوم سازی شده – TES در یک نیروگاه موجود برای ذخیره انرژی تجدیدپذیر از شبکه به عنوان گرما نصب می شود و با استفاده از چرخه بخار نصب شده دوباره به برق تبدیل می شود.

تمام راه حل های فوق شامل مونتاژ بسیاری از اجزای استاندارد از جمله پمپ ها، شیرها، مخازن، توربین ها و غیره است که باید به روشی هوشمند طراحی و کنترل شوند. شبیه‌سازی سیستم برای انتخاب پیکربندی بهینه سیستم و استخراج استراتژی‌های کنترل برای عملکرد عادی (راه‌اندازی، خاموش کردن، شارژ و تخلیه) یا حالت‌های خرابی بسیار مناسب است.

هیدروژن سوخت آینده است

برای پرداختن به روندهای 1 و 2 به طور همزمان، بسیاری از شرکت ها به فراوان ترین عنصر در جهان – هیدروژن – روی می آورند. هیدروژن یک منبع انرژی فوق‌العاده همه کاره با پتانسیل جایگزینی بسیاری از فناوری‌های موجود است و جایگزین‌های پایدارتر و طولانی‌مدت‌تری را برای هر صنعتی به ارمغان می‌آورد.

دولت‌ها به‌شدت در پروژه‌های مرتبط با هیدروژن سرمایه‌گذاری می‌کنند و کار تحقیق و توسعه قابل توجهی در پیش داریم. ابزارهای طراحی و شبیه سازی در سطح مولفه و سیستم می توانند به مهندسان کمک کنند تا زمان توسعه را کوتاه کرده و در هر مرحله از زنجیره ارزش تصمیمات صحیح را اتخاذ کنند.

در سطح جزء، نیاز کلی به بهبود طراحی با توجه به کارایی، ایمنی و هزینه وجود دارد. مطمئناً چالش برانگیزترین کار کاهش هزینه تولید هیدروژن سبز در الکترولیزها است. در کوتاه مدت، تولید هیدروژن [همانطور که در روند 1 ذکر شد] با ترکیب اصلاح بخار متان و CCS به وضوح یک مبادله خوب بین پایداری و هزینه است.

در سمت بهره برداری، شرکت های انرژی در حال برنامه ریزی برای افزایش سهم هیدروژن به عنوان سوخت در نیروگاه های گازسوز هستند. این را می توان همانطور که در وبلاگ قبلی انرژی هیدروژنی ما توضیح داد به دست آورد. علاوه بر این، پیل‌های سوختی برای برنامه‌های ثابت و موبایل افزایش عملکرد و هزینه‌های تولید پایین‌تر را هدف قرار می‌دهد. شبیه سازی سیستم می تواند به بهبود طراحی و کنترل کلی پیل های سوختی، از تامین هوا و سوخت گرفته تا مدیریت آب و گرما کمک کند.

در سطح سیستم، نیاز به ابزارهایی وجود دارد که به تصمیم گیرندگان کمک می کند تا هزینه انتقال به فناوری های هیدروژن را ارزیابی کرده و به حداقل برسانند. انتقال مطمئناً با دقت اتفاق خواهد افتاد و پیکربندی‌های هیبریدی مختلف و فناوری‌های انرژی باید در نظر گرفته شوند.

نوآوری در سیستم های انرژی نقش مهمی در پایداری سیاره ما و کاهش انتشار دی اکسید کربن دارد. CCS، DAC، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و فناوری‌های هیدروژن در راه‌حل‌های انرژی نوآورانه برای سال ۲۰۲۳ و پس از آن در حال افزایش هستند. طراحی مبتنی بر مدل و شبیه‌سازی سیستم به مبتکران کمک می‌کند تا طراحی و بهینه‌سازی این پروژه‌های مقیاس بزرگ را برای یک نتیجه موفقیت‌آمیز در بهبود مصرف انرژی برای آینده برنامه‌ریزی کنند.

فناوری شبکه هوشمند

فناوری شبکه هوشمند یک شبکه الکتریکی را تشکیل می دهد که با حسگرها، ارتباطات و اتوماسیون پیشرفته ادغام شده است که مصرف کنندگان را قادر می سازد تا با ارائه دهندگان برق به طور موثر ارتباط برقرار کنند. در سال 2023، فناوری شبکه هوشمند همچنان غالب خواهد بود و تأثیر گسترده ای بر زندگی روزمره ما خواهد داشت. این فناوری شامل دستگاه‌های خانه هوشمند، سیستم‌های کارآمد انرژی و زیرساخت‌های اندازه‌گیری پیشرفته خواهد بود. با شبکه های هوشمند، مشتریان می توانند مصرف انرژی را با جمع آوری داده های بلادرنگ نظارت کنند. این به بهینه سازی مصرف انرژی کمک می کند که می تواند در قبض های برق صرفه جویی کند و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد. فناوری‌های هوشمند می‌توانند مشکلات مربوط به تامین برق را بر اساس داده‌های جمع‌آوری‌شده از طریق کنتورهای هوشمند تشخیص دهند. آنها همچنین می توانند به تکنسین ها هشدار دهند و به طور خودکار برق را در قطعی های عمده برق بازیابی کنند و از خدمات سریع و کارآمد به مشتریان اطمینان حاصل کنند.

خودروهای برقی و خودروهای خودران

در حال حاضر ممکن است خودروهای برقی تنها درصد کمی از وسایل نقلیه در جاده ها را تشکیل دهند، اما بسیاری از مطالعات نشان داده اند که پیش بینی می شود خودروهای الکتریکی تا سال 2023 رواج بیشتری پیدا کنند. با فشار به سمت انرژی پایدار، تعداد زیادی از مصرف کنندگان در حال خرید وسایل نقلیه الکتریکی هستند. علاوه بر این، خودروهای خودرانی که از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند در چندین کشور به یک امکان تبدیل شده‌اند، با پیش‌بینی‌هایی که این خودروها تا سال 2030 حداقل 25 درصد از کل خودروهای جدید فروخته شده را تشکیل خواهند داد. این خودروها به ایستگاه‌های شارژ در سراسر منطقه نیاز خواهند داشت، و ما انتظار می رود که تا سال 2023، پشتیبانی زیرساختی قابل توجهی برای آنها وجود داشته باشد.

هوش مصنوعی

استفاده از هوش مصنوعی (AI) در بسیاری از فعالیت های روزانه ما مانند چت بات ها و دستیاران شخصی مشهود است. در برق صنعتی ، هوش مصنوعی داده ها را از منابع مختلف به هم متصل می کند و از تجزیه و تحلیل داده ها برای شناسایی خطرات احتمالی، به حداقل رساندن زمان خرابی و تنظیم مصرف انرژی استفاده می کند. هوش مصنوعی به شرکت‌ها کمک می‌کند تا ترکیب انرژی خود را برای به حداقل رساندن هزینه‌ها، بهبود قابلیت اطمینان و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی بهینه کنند. تا سال 2023، انتظار می رود که هوش مصنوعی به یک امر عادی تبدیل شود زیرا شرکت های برقی بیشتر و بیشتر هوش مصنوعی را در فعالیت های روزانه خود ادغام می کنند.

ذخیره انرژی

ذخیره انرژی به دلیل تلاش شبکه های الکتریکی برای استفاده بهینه از انرژی های تجدیدپذیر و تعادل بین تقاضا و عرضه، اهمیت پیدا کرده است. استفاده روزافزون از منابع انرژی تجدیدپذیر مشکلات جدیدی را در پیش‌بینی بار و مدیریت شبکه ایجاد کرده است که منجر به تقاضا برای ذخیره‌سازی انرژی شده است. در سال 2023، ما پیش بینی می کنیم که ذخیره انرژی به طور قابل توجهی گسترش یابد تا نیازهای صنعت برق را برآورده کند. باتری‌ها همچنان یکی از محبوب‌ترین حالت‌های ذخیره‌سازی انرژی خواهند بود و باتری‌های بزرگ مقیاس راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی را برای پشتیبانی از سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر ارائه می‌کنند.

استرالیا پیشرفت های قابل توجهی در راه حل های ذخیره انرژی، به ویژه با پروژه های باتری در مقیاس بزرگ داشته است. منبع انرژی Hornsdale در استرالیای جنوبی که به دلیل همکاری با تسلا شناخته می شود، یکی از بزرگترین تاسیسات باتری لیتیوم یونی در جهان است. این پروژه با موفقیت نقش ذخیره باتری را در تثبیت شبکه، هموارسازی نوسانات ناشی از منابع تجدیدپذیر متناوب و بهبود انعطاف پذیری شبکه نشان داده است.

سیستم های نرم افزاری پیشرفته در این پروژه های عظیم باتری، نظارت و کنترل دقیق جریان انرژی را امکان پذیر می کنند. آنها تزریق انرژی ذخیره شده به شبکه را در زمان اوج تقاضا مدیریت می کنند، سطوح ولتاژ را تثبیت می کنند و به سرعت به نوسانات شبکه پاسخ می دهند. این اقدامات مبتنی بر نرم افزار یکپارچگی یکپارچه با منابع تجدیدپذیر متناوب را تضمین می کند، تغییرات منبع تغذیه را هموار می کند و پایداری شبکه را تقویت می کند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده، الگوهای شارژ و تخلیه باتری را تنظیم می‌کند و مصرف انرژی را هم برای نیازهای کوتاه‌مدت و هم برای پایداری بلندمدت بهینه می‌کند.

مهارت نرم افزار در مدیریت ذخیره انرژی، یکپارچه سازی شبکه و انعطاف پذیری بر پتانسیل بسیار زیاد سایر کشورها تأکید می کند. با پذیرش استراتژی های مشابه، تعامل هماهنگ نرم افزار و ذخیره انرژی می تواند قابلیت اطمینان، کارایی و پایداری سیستم های انرژی را در سراسر قاره ها افزایش دهد. اما ابتدا باید به برخی مسائل کلیدی پرداخت.

‌سیستم های فتوولتائیک خورشیدی (PV).

آلمان پیشرو جهانی در تاسیسات PV خورشیدی است. تعهد این کشور به انرژی های تجدیدپذیر، با حمایت از سیاست ها و مشوق های مطلوب دولت، منجر به افزایش قابل توجه ظرفیت خورشیدی شده است. سیستم های PV خورشیدی به یک منظره رایج در پشت بام ها، در مزارع و حتی ادغام در نمای ساختمان ها تبدیل شده اند. موفقیت آلمان در زمینه انرژی خورشیدی نشان می دهد که چگونه یک اکوسیستم انرژی خورشیدی توسعه یافته می تواند به سهم قابل توجهی از ترکیب تولید برق کمک کند.

از همه مهمتر، توسعه نرم افزار این انقلاب خورشیدی را با تقویت مدیریت هوشمند انرژی قدرتمند کرده است. الگوریتم‌های پیشرفته تولید انرژی، الگوهای مصرف و تقاضای شبکه را نظارت و پیش‌بینی می‌کنند و سمفونی کارایی را تنظیم می‌کنند. این هماهنگی تضمین می کند که انرژی مازاد تولید شده در ساعات اوج نور خورشید مهار، ذخیره و به طور یکپارچه در شبکه ادغام شده یا در سیستم های ذخیره انرژی برای استفاده بعدی ذخیره می شود. هم افزایی بین فناوری خورشیدی و نرم افزار به طرز پیچیده ای این رقص پیچیده را طراحی می کند و نشان می دهد که یک تعامل هماهنگ بین سخت افزار و نرم افزار کلید باز کردن پتانسیل کامل راه حل های انرژی تجدیدپذیر است.

نیروی باد

دانمارک به دلیل موفقیت چشمگیر خود در انرژی بادی مشهور است. این کشور بادهای شدید خود را، به ویژه در مناطق فراساحلی، مهار کرده است تا به یک بازیگر پیشرو جهانی در انرژی باد تبدیل شود. مزارع بادی دانمارک فاکتورهای ظرفیت بالایی دارند و این کشور اهداف بلندپروازانه ای را برای انتقال به منابع انرژی تجدیدپذیر تعیین کرده است. در حالی که وزش باد انرژی جنبشی را فراهم می کند، این توسعه نرم افزاری است که این نیروی خام را به یک منبع قابل اعتماد و کارآمد انرژی تبدیل می کند. تجربه این کشور نشان می‌دهد که چگونه نیروی باد می‌تواند به بخش قابل‌اعتماد و قابل‌توجهی از سبد تولید انرژی یک کشور تبدیل شود، با توسعه نرم‌افزاری که نقشی محوری در بهینه‌سازی عملیات مزرعه بادی دارد. این تضمین می کند که توربین ها همزمان با الگوهای باد می چرخند و زمان خرابی را به حداقل می رساند و خروجی انرژی را به حداکثر می رساند.

الگوریتم‌های پیشرفته داده‌های باد را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می‌کنند و جهت و گام پره‌های توربین را برای مهار پتانسیل انرژی بهینه بادهای غالب تنظیم می‌کنند. علاوه بر این، زمان‌بندی‌های نگهداری پیش‌بینی‌کننده مبتنی بر داده، با علامت‌گذاری مشکلات احتمالی قبل از تشدید، از اختلالات جلوگیری می‌کند. این رابطه بین انرژی باد و دقت نرم افزار بر پیروزی دانمارک در انرژی باد تاکید می کند و نشان می دهد که چگونه فناوری می تواند پتانسیل منابع تجدیدپذیر را تقویت کند. همانطور که گفته شد، چالش‌های زیر می‌توانند از تبدیل شدن این امر به واقعیت جلوگیری کنند.

برق آبی

چین با شبکه گسترده ای از نیروگاه های برق آبی در مقیاس بزرگ و کوچک در سراسر کشور، بزرگترین تولید کننده برق آبی جهان است. سد Three Gorges، بزرگترین پروژه انرژی آبی جهان، در سفر چین به سمت یک ترکیب انرژی سبزتر نقش اساسی داشته است. انرژی آبی به چین کمک کرده است تا تقاضای برق خود را برآورده کند و وابستگی خود را به سوخت های فسیلی کاهش دهد و پتانسیل این منبع انرژی تجدید پذیر را به نمایش بگذارد.

ارکستراسیون پیچیده این چشم انداز عظیم نیروگاهی آبی به چیزی بیش از حرکت آب نیاز دارد. این امر مستلزم دقت در توسعه نرم افزار است. چین به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده انرژی آبی در جهان، برای بهینه‌سازی فرآیند تولید بر الگوریتم‌های نرم‌افزاری پیچیده متکی است. سیستم های نرم افزاری به طور پیچیده ای جریان آب، عملکرد توربین و توزیع انرژی را مدیریت می کنند و به طور پویا به تغییر تقاضا و شرایط آب و هوایی پاسخ می دهند. این کنترل‌کننده‌های دیجیتال تضمین می‌کنند که تاسیسات برق آبی حداکثر بازده را از هر قطره استخراج می‌کنند و ضایعات و اثرات زیست‌محیطی را به حداقل می‌رسانند. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل های پیش بینی، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، جلوگیری از اختلالات احتمالی و تضمین جریان مداوم انرژی پاک را امکان پذیر می کند.

همزیستی بین آب و نرم افزار بر صعود چین به عنوان یک رهبر نیروگاه آبی تاکید می کند و در عین حال مسیری را برای مناطق دیگر روشن می کند. این که آیا این امکان پذیر خواهد بود به توانایی قاره برای پیمایش معایب بستگی دارد.

انرژی زمین گرمایی

ایسلند به دلیل موقعیت زمین شناسی منحصر به فرد و منابع زمین گرمایی فراوان، پیشرو در استفاده از انرژی زمین گرمایی است. انرژی زمین گرمایی بخش قابل توجهی از نیازهای برق و گرمایش ایسلند را تامین می کند. تخصص این کشور در بهره برداری از انرژی زمین گرمایی، آن را به نمونه ای برجسته از توسعه موفق زمین گرمایی تبدیل کرده است. با این حال، در زیر سطح یک رقص پیچیده وجود دارد که با دقت نرم افزار هدایت می شود.

همانطور که گفته شد، سیستم های نرم افزاری پیچیده استخراج گرمای زمین گرمایی را نظارت و کنترل می کنند و ضمن حفظ تعادل ظریف مخازن زیرزمینی، استفاده بهینه را تضمین می کنند. تجزیه و تحلیل داده ها در زمان واقعی تنظیم جریان و فشار سیال را راهنمایی می کند، از بهره برداری بیش از حد جلوگیری می کند و اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند. علاوه بر این، مدل‌های پیش‌بینی به مدیریت بلندمدت منابع، افزایش طول عمر مخازن زمین گرمایی و تضمین تولید انرژی پایدار کمک می‌کنند. از آنجایی که کشورها به دنبال تکرار موفقیت ایسلند در زمین گرمایی هستند، ادغام قدرت نرم افزار به ابزاری تعیین کننده در تبدیل منابع زمین گرمایی به منابع قابل اعتماد و کارآمد انرژی های تجدیدپذیر و در عین حال غلبه بر چالش های پیش روی تبدیل می شود.

مدیریت شبکه و شبکه های هوشمند

کره جنوبی پیشرو در پذیرش فناوری شبکه هوشمند بوده است. در قلب زیرساخت شبکه هوشمند پیچیده کشور، شبکه پیچیده ای از سیستم های نرم افزاری قرار دارد که سمفونی مدیریت کارآمد برق، پاسخگویی به تقاضا و ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر را تنظیم می کند. ابتکارات شبکه هوشمند کره جنوبی باعث بهبود قابلیت اطمینان شبکه، کاهش تلفات و افزایش بهره وری انرژی شده است.

الگوریتم‌های نرم‌افزاری داده‌های بی‌درنگ از حسگرها، کنتورهای هوشمند و منابع انرژی را برای بهینه‌سازی توزیع برق، تطبیق تقاضا با عرضه در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می‌کنند. این هماهنگ‌سازی پویا اتلاف انرژی را به حداقل می‌رساند و تلفات شبکه را کاهش می‌دهد و بازده انرژی بیشتری را تقویت می‌کند. علاوه بر این، نرم‌افزار شبکه هوشمند کره جنوبی به مصرف‌کنندگان این امکان را می‌دهد تا بینش‌هایی در مورد مصرف انرژی خود داشته باشند، تصمیم‌گیری آگاهانه را ممکن می‌سازد و الگوهای استفاده پایدارتر را تشویق می‌کند.

پاوروال – ذخیره انرژی پاک برای انعطاف پذیری

همانطور که در مورد منبع انرژی Hornsdale در استرالیا ذکر شد، تسلا در خط مقدم پروژه های باتری برای انرژی های تجدید پذیر باقی می ماند. پاوروال انرژی تسلا یک باتری خانگی پیشرفته است که برای ذخیره انرژی پاک برای استفاده بعدی طراحی شده است. با یا بدون پنل‌های خورشیدی، سیستم Powerwall از نرم‌افزار و مدیریت هوشمند انرژی برای ارائه مزایای امنیتی و مالی اساسی استفاده می‌کند و به صاحبان خانه اجازه می‌دهد تا اتکای خود به شبکه را کاهش دهند و از انرژی‌های تجدیدپذیر بهره ببرند. پاوروال تسلا در ایالات متحده موفقیت چشمگیری داشته است، جایی که به طور گسترده توسط صاحبان خانه، مشاغل و شرکت های آب و برق مورد استفاده قرار گرفته است. قابلیت‌های پیشرفته ذخیره‌سازی انرژی و ادغام آن با پنل‌های خورشیدی به صاحبان خانه این امکان را می‌دهد تا خودکفایی انرژی خود را افزایش دهند و اتکا به شبکه را کاهش دهند که منجر به صرفه‌جویی در هزینه و استقلال انرژی می‌شود. گفتنی است طراحی تمامی تاسیسات الکتریکی برای مصارف توسط دوره revit mep انجام میگیرد.

فراتر از ایالات متحده، Powerwall تسلا در کشورهای مختلف در سراسر جهان از جمله استرالیا، آلمان، بریتانیا، ژاپن و سایر کشورها مستقر شده است. این تاسیسات تطبیق پذیری و سازگاری Powerwall را با بازارهای مختلف انرژی و شرایط شبکه نشان داده اند. پاوروال انرژی تسلا پتانسیل قابل توجهی برای استقرار دارد. Powerwall راه حلی عملی برای تولید و ذخیره سازی غیرمتمرکز برق ارائه می دهد. چه راه‌حل‌های خارج از شبکه باشد و چه پایداری شبکه، راه‌حل‌های زیادی را برای کشورهایی که به دلیل یکپارچه‌سازی انرژی پشتیبان و انرژی‌های تجدیدپذیر از قطع برق رنج می‌برند، ارائه می‌کند.

فن آوری های ذکر شده موفقیت خود را در کشورهای مختلف در سراسر جهان نشان داده اند و راه حل های امیدوارکننده ای را برای مقابله با چالش های انرژی ارائه می دهند. در حالی که چالش ها وجود دارد، پتانسیل آنها قابل توجه است. با سرمایه‌گذاری‌ها، سیاست‌ها و پیشرفت‌های فناوری مناسب، این فناوری‌های متحول کننده می‌توانند نقشی محوری در آینده انرژی پایدار داشته باشند و به رشد اقتصادی، دسترسی به انرژی و حفظ محیط زیست کمک کنند.

داستان‌های موفقیت آمیز از بخش‌های مختلف جهان نشان می‌دهد که چگونه فناوری‌های دگرگون‌کننده مانند PV خورشیدی، انرژی بادی، نیروگاه آبی، انرژی زمین گرمایی، شبکه‌های هوشمند، ذخیره‌سازی انرژی و راه‌حل‌های باتری می‌توانند به تولید برق پایدار و قابل اعتماد کمک کنند. این مثال‌ها پتانسیل قابل توجه این فناوری‌ها را برای برآورده کردن نیازهای انرژی و در عین حال کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و ترویج آینده انرژی پاک‌تر نشان می‌دهد.

منابع:

New Technological Advancements in the Electrical Industry

https://www.sovtech.com/blog/7-innovative-technologies-for-electricity-generationhttps://modelon.com/blog/energy-technologies-trends-2023/