تعتبر الطاقة الكهربائية هي المحرك الرئيسي للاقتصاد العالمي وهي مؤشر واضح على معدل النمو الاقتصادي، ومن أهم التحديات عند تصميم الشبكة الكهربية هو تحقيق الرضا للمستهلكين مع ضرورة المحافظة على الموثوقية والاستقرار للشبكة الكهربية، وبالتالي فإن تطوير الشبكة الكهربية لجعلها تعتمد على تكنولوجيا المعلومات هو أحد أهم الركائز التي تدعم الأمان والكفاءة وكذلك استقرار وموثوقية الشبكة الكهربية، وبالإضافة إلى ذلك دعم الشبكة الكهربية بالطاقة المتجددة هو ما يجعلنا نطلق عليها الشبكة الذكية Smart Grid وهذا أحد أهم المتغيرات في نظام الطاقة الكهربائية التقليدية.
ومن الناحية الفنية تعتبر الشبكة الذكية مفهومًا للشبكات التقليدية مع بعض المميزات الأحدث والآلية التي تجعلها أكثر موثوقية واستدامة والتي يمكن أن نختصرها في توفر العدادات الذكية وتسهيل توليد الطاقة وتوزيعها عن طريق السماح للعملاء بعمل الاتصال ثنائي الاتجاه مع الشبكة الكهربية، بحيث يمكن للعميل الذي لديه وحدات من الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أن يقوم بتغذية الشبكة بالكمية الفائضة لديه، وكذلك يمكنه الحصول على التغذية من الشبكة في حالات احتياجه لذلك.
أهم مميزات الشبكه الذكية:
- خفض تكاليف استهلاك الكهرباء.
حيث يمكن للمستهلكين استقبال المعلومات التي تفيد بوقت الذروة للعمل على تقليل الاستهلاك وأيضاً يتاح للمشتركين تغذية الفائض لديهم للشبكة في حالة توفر محطات خاصة بالمشترك من الطاقة المتجددة، كما أنها تساهم في وضع الحلول المختلفة لتطوير واتساع الطرق التي تستخدم لتخزين الطاقة الكهربية الفائضة في الشبكة والتي يمكن استخدامها في أوقات الذروة.
- تنويع مصادر الطاقة.
تتيح الشبكة الذكية توصيل العديد من مصادر الطاقة مع إتاحة الربط الثنائي الاتجاه بالعدادات الذكية مع المشتركين الذين يمتلكون محطات خاصه بهم، بالإضافة إلى اعتماد الشبكة الذكية على الوحدات المصغرة من الشبكة الكهربية والتي تعرف باسم الشبكة المصغرة Microgrid والتي تعتمد علي الطاقة المتجددة بصورة أساسية في التغذية والتي يتم ربطها مع الشبكة الكهربية الرئيسية.
- الشبكة الذكية صديقة للبيئة.
إن الشبكة الكهربية التقليدية تعتمد بصورة كبيرة على استخدام الوقود الأحفوري والذي له تأثير كبير على تلوث البيئة وأيضاً هو مصدر غير متجدد، وبذلك تتجه الشبكة الذكية إلى الاعتماد على الطاقة المتجددة والصديقة للبيئة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح، وهذا ما يجعلها تساهم بشكل كبير في تخفيف وتيرة تسارع التغير المناخي العالمي.
- الموثوقية والأمان.
تعتمد الشبكة الذكية على تكنولوجيا المعلومات والتي تتيح معلومات صحيحة ودقيقة عن قيم الاستهلاك بصورة مستمرة وأيضاً لها الكثير من المصادر المتنوعة للتغذية وهذا ما يزيد من الموثوقية في أداء الشبكة الذكية، وبالإضافة إلى ذلك فإنه يمكن التواصل مع العملاء والمشتركين في حالة الكوارث والتنبؤ بقطع التيار الكهربي وأيضاً في حالات الأعطال، ومن ثم فإن هذه الميزة تتيح فصل وعزل أقل قدر ممكن من الشبكة الكهربية في الحالات االطارئة مع القدرة على إعادة حالة التشغيل الطبيعية للمناطق المعزولة بطريقة سريعة وهذا يقلل الخسائر من انقطاع التغذية عن المشتركين.
- الاستقرار للشبكة الكهربية.
تستخدم الشبكة الذكية لتكنولوجيا الذكاء الصناعي والذي يقوم بتخزين معلومات الشبكة والأحداث السابقة والمختلفة التي أثرت على أداء الشبكة وانقطاع الخدمة عن المشتركين، ثم يتم إدراج هذه المعلومات مع معدل حدوثها في البرامج المخصصة وبذلك يتم توظيف هذه المعلومات من أجل التنبؤ بالأحداث التي قد تحدث في المستقبل ومن ثم يتم اتخاذ القرارات التي تقلل أو تمنع من حدوث ذلك مما يحافظ على أداء الشبكة الكهربية.
*للاطلاع على تفاصيل أكثر حول الشبكات الذكية والتحديات التي تواجه تطبيقها بشكل كامل وأيضاً لمعرفة مكوناتها يمكن الاطلاع على البحث العلمي بهذا الرابط المباشر.
