Wie Funktioniert Das Smart Grid?

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In diesem artikel wird ein smart grid erläutert. Erfahren sie mehr über ein smart grid.

Es ist die größte Maschine der Welt - ein elektrischer Gigant, der auf einem Skelett der Technik des frühen 20. Jahrhunderts gebaut wurde. Der Rest ist eine Flucht, ein Jahrhundert lang Innovationen, die auf einen veralteten Rahmen gesetzt wurden. Doch das Stromnetz der USA hat sich längst unverändert und kaum herausgefordert, wobei eine wachsende Bevölkerung von jedem nur denkbaren Elektrogerät und jeder erdenklichen Apparatur gefangen gehalten wird.

Mehr als 300.000 Meilen (482.803 Kilometer) ausgedehnter Übertragungsleitungen drehen und winden sich durch die Vereinigten Staaten, und das Stromnetz erfüllt seine Aufgabe größtenteils sehr gut. In der Tat die US-Energieministerium (DOE) gibt eine Zuverlässigkeitsbewertung von 99,97 Prozent an. Trotz der schiere Größe des Systems genügen ein paar Ausfälle, um Amerikaner jährlich um mindestens 150 Milliarden Dollar zu bluten.

Denken Sie daran, dass Strom in dem Moment verwendet werden muss, in dem er erzeugt wird. Ein Kraftwerk kann nicht nur einen Überschuss an Energie speichern, um Klimaanlagen während der nächsten Hitzewelle anzutreiben. Inzwischen steckt eine wachsende Bevölkerung immer mehr stromhungrige Geräte und Geräte in das Netz. Wie lange kann das Biest weiter schlurfen, ohne unter der Belastung zusammenzufallen?

Um die derzeitigen Mängel des Stromnetzes zu beheben und sich auf die Zukunft vorzubereiten, hofft das DOE, in den kommenden Jahren eine Reihe von Änderungen einzuführen. Der Plan sieht vor, auf eine effizientere Version des derzeitigen Stromnetzes umzusteigen, die so genannte Smart Grid.

In diesem Artikel werden die wichtigsten Probleme des aktuellen Systems, die Frage, wie das Smart Grid diese Probleme angehen wird, und welche kurz- und langfristigen Ziele dabei berücksichtigt.

Intelligente Netzintegration: Mit dem Alten

Ein Lebensmittelhändler erwägt einen Kühlschrank voller Lebensmittel während eines dreiwöchigen Stromausfalls von 2006 in New York City. Nach Angaben des DOE sind in den letzten 40 Jahren fünf größere Stromausfälle aufgetreten. Drei davon ereigneten sich in den letzten neun Jahren.

Ein Lebensmittelhändler erwägt einen Kühlschrank voller Lebensmittel während eines dreiwöchigen Stromausfalls von 2006 in New York City. Nach Angaben des DOE sind in den letzten 40 Jahren fünf größere Stromausfälle aufgetreten. Drei davon ereigneten sich in den letzten neun Jahren.

Um den Wert des Übergangs des intelligenten Stromnetzes zu verstehen, müssen Sie zunächst einige der wichtigsten Probleme des aktuellen Systems erfassen. Das heutige Stromnetz ist zwar überlastet, aber ziemlich zuverlässig. Dadurch können Bereiche elektrische Ressourcen gemeinsam nutzen, um den Stromkreis aller zu gewährleisten. In der Zukunft muss sich das System jedoch weiterentwickeln, um mit der modernen Technologie Schritt zu halten und die Nachhaltigkeit zu wahren.

Die richtige Verteilung von Strom durch das Netz ist eine Art Jonglierakt. Der Stromverbrauch in einem bestimmten Gebiet variiert je nach Tageszeit und Jahreszeit. Wenn die Temperaturen steigen und mehr Menschen ihre Klimaanlagen einschalten, benötigt der gesamte Raum mehr Energie. Aber da Kraftwerke nur so viel Energie abgeben können, versagt der Jonglierakt manchmal. In der Vergangenheit konnte dieses Problem nur durch den Ausbau des Netzes und die Errichtung weiterer Kraftwerke gelöst werden, was die Stromkosten erhöht.

Wenn Sie beim Jonglieren Bälle fallen lassen, können Sie ein besserer Jongleur werden. Das DOE führt viele schwerwiegende und regionale Ausfälle auf langsame Reaktionszeiten und schlechte Sichtbarkeit zurück - Mängel, die durch automatisierte Systeme und ein optimiertes System der Energieverteilung wirksam behoben werden. Das US-amerikanische Stromnetz ist auf eine zentral geplante und kontrollierte Infrastruktur angewiesen. Der Jongleur ist überfordert und wir werfen ständig neue Bälle in die Mischung.

Diese Blackouts kosten Einzelpersonen und Unternehmen Millionen. Ein effizienteres System würde nicht nur viele der möglichen Ausfälle umgehen, es könnte auch für die Umwelt Wunder bewirken. Das DOE schätzt, dass bei einem nur fünf Prozent effizienteren Netz die Energieeinsparungen den Treibstoff- und Treibhausgasemissionen von 53 Millionen Autos entsprechen würden. Da die Vereinigten Staaten 25 Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen ausmachen, könnte diese Änderung die Auswirkungen des Klimawandels stark reduzieren.

Schließlich gibt es Sicherheit, die zu beachten ist. Die zentralisierte Struktur des Gitters bietet auch jedem, der etwas dagegen unternehmen möchte, ein verlockendes Ziel. Da andere Bereiche des Rasters aufgrund von unterdurchschnittlichen Abschnitten mit zunehmendem Abstand zunehmen, könnte ein strategischer Treffer auch einen Dominoeffekt auslösen.

Smart Grid-Technologie

Ein Übertragungsverteiler hilft, den Stromfluss während einer Hitzewelle von 2004 in Kalifornien zu steuern. Beachten Sie die Karte, die den Stromfluss durch den gesamten Zustand verfolgt.

Ein Übertragungsverteiler hilft, den Stromfluss während einer Hitzewelle von 2004 in Kalifornien zu steuern. Beachten Sie die Karte, die den Stromfluss durch den gesamten Zustand verfolgt.

Das US-Energieministerium plant, das in den vorangegangenen Abschnitten erörterte Problem zu lösen, um ein weniger zentralisiertes, interaktives Erzeuger-Netzwerk aufzubauen. Natürlich kann kein einzelner Fix diese Änderung aufnehmen. Zahlreiche Konzepte, Philosophien und Technologien steuern das System in eine effizientere Zukunft. Hier sind zwei der Großen.

Erweiterte Messinfrastruktur (AMI): Dies ist ein Aspekt des intelligenten Netzes, das Sie bereits in vielen Häusern und Unternehmen finden können. Ziel ist es, den persönlichen Energieverbrauch mit Rätseln und Vermutungen zu überbrücken. Anstatt nur auf die Rechnung zu warten oder staunend auf die sich drehenden Zifferblätter des Leistungsmessers draußen zu starren, können Benutzer jetzt Wattlesegeräte verwenden, um zu überprüfen, wie viel Saft ihre Geräte und Geräte verbrauchen. In der Zukunft kann dieses Konzept noch weiter gehen. Stellen Sie sich vor, Sie überprüfen den Thermostat und beobachten, wie die Preisangaben vorbeiziehen. Wie kann sich das auf Ihre Entscheidung auswirken, die Hitze an einem kühlen Abend anzukurbeln? Wenn Sie den Benutzern mehr Informationen über die von ihnen genutzten Möglichkeiten geben, können Sie ihre eigene Konservierung optimieren, um unnötigen Abfall zu vermeiden.

Visualisierungstechnologie: Denken Sie an die Jongleur-Analogie zurück.Dies ist der Smart-Grid-Jongleur der Zukunft: Ein automatisiertes Computersystem, das sofort auf Ebbe und Flut der Energieerzeugung und -nachfrage im gesamten Netz reagieren kann. Das DOE zitiert insbesondere ein Projekt: das Oak Ridge National Laboratory Energieressourcen auf der Erde dynamisch visualisieren (VERDE) -System, das auf der Google Earth-Plattform basiert. Zusätzlich zu VERDE soll das DOE verwendet werden Zeiger-Maßeinheiten (PMU), um die elektrische Nutzung des gesamten intelligenten Stromnetzes genau zu überwachen und zu vermeiden, dass ausreichend Energie bereitgestellt wird.

Wenn alles nach Plan verläuft, führen diese beiden Ansätze zu einer Situation, in der sowohl der Benutzer als auch der automatisierte Verteiler des Stroms weitaus mehr Informationen - und damit Macht - über den Stromfluss haben. Dies ermöglicht wiederum verantwortungsvollere Ausgaben - von Stromerzeugungsanlagen bis hin zum Home Entertainment Center am Ende der Linie.

Baby-Schritte zu einem besseren Energienetz

Ein Versorger aus Houston, Texas, installiert am 5. Juni 2009 einen intelligenten Zähler für CenterPoint Energy. Das Versorgungsunternehmen, das 2,2 Millionen Kunden in der Metropolregion beliefert, rechnet mit einer Milliarde US-Dollar für Smart-Grid-Technologie.

Ein Versorger aus Houston, Texas, installiert am 5. Juni 2009 einen intelligenten Zähler für CenterPoint Energy. Das Versorgungsunternehmen, das 2,2 Millionen Kunden in der Metropolregion beliefert, rechnet mit einer Milliarde US-Dollar für Smart-Grid-Technologie.

Das Smart Grid ist nichts, was Sie erwarten können, wenn Sie einfach aufwachen und bei Ihnen zu Hause arbeiten. Und anders als in den Vereinigten Staaten von 2009 auf analoges zu digitalem Fernsehen umzusteigen, reicht ein Regierungsgutschein und eine Reise zu Ihrem Wal-Mart nicht aus, um dies zu ermöglichen. Auf dem Weg zu einem besseren, nachhaltigeren Energiesystem gibt es viele Babyschritte. Hier nur einige davon:

Intelligente Zähler und Thermostate: Im Juli 2009 hatten diese Aktualisierungen bei herkömmlichen Leistungsmessgeräten und Thermostaten 8,3 Millionen US-amerikanische Häuser gefunden [Quelle: Händler]. Die Zähler bieten sowohl dem Benutzer als auch dem Stromnetz detailliertere Informationen zur Verwendung. Intelligente Thermostate sind programmierbar und mit WLAN ausgestattet, um die Wettervorhersage zu verfolgen. Diese Funktionen ermöglichen eine feinere und effizientere Nutzung der Heizung und Kühlung für zu Hause.

Engagierte Nutzer: Das menschliche Element ist für jede Erhaltungsbewegung unerlässlich, und das Smart Grid ist keine Ausnahme. Dies erfordert eine bessere Aufklärung der Öffentlichkeit über die persönlichen und übergreifenden Vorteile der Energieeinsparung im Haushalt.

Optimierte Kraftwerke: Wenn das Smart Grid Gestalt annimmt, ermöglicht das automatisierte System ein knapperes Zusammenführen von Ressourcen. Ein tieferes Echtzeit-Verständnis des Energiebedarfs bedeutet, genau zu wissen, wie viele Gäste Sie zu Abend essen. Ohne so viel zu raten, kalkuliert man die Einkaufsliste, ohne zu befürchten, dass jemand hungrig wird - oder machtlos. Dadurch können auch Kraftwerke, die umweltschädlich sein können, sauberere, erneuerbare Energiequellen in den Hintergrund treten.

Erneuerbare Energie: Die nahtlose Integration erneuerbarer Energiequellen ist ein wichtiger Bestandteil der Integration des intelligenten Stromnetzes. Fossile Brennstoffe und Wasserkraftwerke werden nicht verschwinden, aber Windparks und Solarzellen werden in einem bestimmten Gebiet einen zunehmenden Anteil an der gesamten Stromerzeugung ausmachen.

Landes- und Bundesvorschriften: Recht und Politik spielen für den Betrieb des bestehenden Stromnetzes eine große Rolle. Der Übergang zum intelligenten Stromnetz erfordert daher auf beiden Ebenen natürlich ein stetiges Handeln. Eine Reihe von Staaten hat bereits Portfoliostandards für erneuerbare Energien zur Förderung erneuerbarer Energien eingeführt. Eine Reihe von Vorschriften zur Unterstützung der notwendigen Gesetze und des technologischen Fortschritts dringt weiterhin auf Bundesebene vor.

Das DOE plant, aus großen und kleinen Innovationen das intelligente Stromnetz zu formen. In Zukunft werden neue Technologien wie Wärmespeicher, verbesserte Lithium-Ionen-Batterien und supraleitende Stromkabel den Prozess weiter beschleunigen.

Sehen Sie sich die Links auf der nächsten Seite an, um zu erfahren, wie sich diese Änderungen auf Ihr Leben auswirken.


Videoergänzungsan: Smart Grids - einfach erklärt.




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