خانه هوشمند به عنوان جزئی از شبکه هوشمند برق

شبکه‌ی هوشمند توزیع برق چگونه خانه‌‌ها را تحت تاثیر قرار خواهد داد؟ در ظاهر تفاوت چندانی مشاهده نخواهد شد اما در پشت صحنه تغییرات زیادی اتفاق خواهد افتاد. همین الان در بخش‌هایی از جهان، تجهیزات جدید، لوازم و نرم‌افزارهایی در دسترس هستند که از تکنولوژی‌های نوظهور شبکه‌ی هوشمند برای ذخیره‌ی انرژی، پرداخت کمترین هزینه و عملکرد مناسب شبکه‌ی توزیع برق استفاده می‌کنند.
یک المان اصلی که امکان فعالیت همزمان و هماهنگ تکنولوژی‌های شبکه هوشمند را فراهم می‌کند، رابطه‌ی تعاملی میان مدیران شبکه، تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان است. کنترل‌کننده‌های کامپیوتری خانه شما و همچین لوازم خانگی می‌توانند به گونه‌ای تنظیم شوند که به سیگنال‌های ارسال شده توسط تامین‌کننده‌ی برق واکنش نشان بدهند تا در زمانی که شبکه‌ی برق تحت فشار است، مصرف خود را کاهش دهند یا به زمان دیگری منتقل کنند.

آشنایی با شبکه‌ی هوشمند توزیع برق

کنتورهای هوشمند و سیستم‌های مدیریت انرژی خانه

کنتور هوشمند واسط میان خانه و تامین‌کننده‌ی برق است. این کنتورها که به جای کنتورهای مکانیکی قدیمی نصب می‌شوند، عملکردی دیجیتال دارند و تبادل اتوماتیک اطلاعات بین خانه و تامین‌کننده‌ی انرژی را فراهم می‌کنند. برای مثال این کنتورها سیگنال‌های تامین‌کننده را به کاربر منتقل می‌کنند تا مصرف خود را به گونه‌ای تنظیم کند که حداقل هزینه را پرداخت کند. کنتورهای هوشمند به تامین‌کننده نیز این امکان را می‌دهد که اطلاعات دقیق‌تری از شیوه‌ی مصرف مشتریانش داشته باشد.

اطلاعاتی که توسط کنتور هوشمند تبادل می‌شود، می‌تواند به سیستم مدیریت انرژی خانه منتقل شود تا در چارچوبی که به راحتی برای کاربران قابل درک است، به ایشان ارائه شود. سیستم مدیریت انرژی خانه به کاربران اجازه می‌دهد تا از شیوه‌ی مصرف خود آگاه شوند و برای مدیریت آن تصمیم بگیرند. برای مثال، کاربران می‌توانند اثر استفاده از لوازم خانگی مختلف، در زمان‌های مختلف، بر هزینه‌های خود را مشاهده کنند. کاربر می‌تواند خود نسبت به تنظیم زمان فعالیت هر یک از لوازم را مشخص کند یا این اختیار را به سیستم مدیریت انرژی بدهد که بر اساس یکسری شرایط مطلوب برنامه مصرف را مشخص کند. این سیستم‌ها در شرایطی که مصرف بالا خطر کمبود را به وجود بیاورد، وارد عمل شده و برخی سیستم‌ها را به صورت اتوماتیک خاموش می‌کنند تا قطع برق اتفاق نیفتد. این موضوع به صورت تجمیع شده کمک می‌کند که فشار کمتری به شبکه توزیع برق وارد شود و از خاموشی سراسری جلوگیری شود.

لوازم خانگی هوشمند

در خانه هوشمند، بسیاری از لوازم خانگی به یکدیگر متصل خواهند بود که امکان مدیریت آن‌ها از طریق سیستم مدیریت انرژی را فراهم می‌کند. سیستم مدیریت انرژی این دسترسی را ایجاد می‌کند که وقتی کاربر بیرون از خانه است سیستم‌های سرمایش و گرمایش را مدیریت کند، مثلا وقتی قصد دارد از محل کار به سمت خانه برود، دمای مطلوب خود را مشخص کند تا وقتی به خانه رسید، این دما توسط سیستم‌های گرمایش یا سرمایش تامین شده باشد. همچنین می‌تواند عملکرد واقعی لوازم را نسبت به آنچه درباره‌ی آن‌ها ادعا شده است مقایسه کند و با تغییر در میزان مصرف و بهره‌وری آن‌ها، از اشکالات احتمالی در آن‌ها آگاه شود.

لوازم خانگی هوشمند نسبت به پیام‌هایی که از شبکه توزیع دریافت می‌کنند، واکنش نشان می‌دهند تا در پیک مصرف، مصرف کمتری داشته باشند. این واکنش پیچیده‌تر از یک خاموش و روشن شدن ساده است. برای مثال یک سیستم سرمایش هوشمند ممکن است زمان فعالیت خود را طولانی‌تر کند و در عوض فشاری که در هر لحظه بر شبکه‌ی برق وارد می‌کند را کاهش دهد.وقتی که میلیون‌ها سیستم چنین عملکردی داشته باشند، اثر قابل توجهی بر وضعیت شبکه خواهند داشت. به طور مشابه دیگر لوازم خانگی مانند یخچال، فریزر و یا ماشین ظرفشویی می‌توانند به پایداری شبکه کمک کنند.

اینترنت اشیا (IOT) چیست؟

تولید برق خانگی

با توجه به توسعه تکنولوژی‌هایی که تولید برق در خانه‌ها را تسهیل می‌کند، ظرفیت تعاملی شبکه‌ی هوشمند اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. صفحات خورشیدی تولید برق که بر روی سقف خانه‌ها قابل نصب هستند و توربین‌های بادی کوچک اکنون به راحتی در دسترس هستند و حتی ممکن است مردمی که در حاشیه رودخانه‌ها زندگی می‌کنند از سیستم‌های کوچک تولید برق از جریان آب استفاده کنند. کارخانه‌ها نیز استفاده از سیستم‌هایی را در پیش گرفته‌اند که حرارت و برق مورد نیاز آن‌ها را با استفاده از گاز طبیعی تامین می‌کند.
شبکه‌ی هوشمند برق با بهره‌مندی از سیستم‌های کنترل و کنتورهای هوشمند به اتصال مناسب تمام این سیستم‌های تولید برق به شبکه کمک خواهد کرد تا داده‌هایی در خصوص عملکرد آن‌ها به صاحبانشان و مدیران شبکه ارائه دهد و جریان متقابل بین تولیدکننده‌های خانگی و شبکه را مشخص کند. یکی از امکانات شبکه هوشمند این خواهد بود که حتی وقتی تولیدکننده‌های اصلی در مدار نیستند، به کمک منابع خرد پراکنده در شبکه، نیازهای اضطراری به برق برطرف شود. در حالتی که به آن جزیره‌سازی گفته می‌شود، به خانه‌ها اجازه داده می‌شود تا برق مورد نیاز خود را با ایجاد یک شبکه محلی از منابع توزیع شده مانند صفحه‌های خورشیدی نصب شده روی سقف خانه‌ها یا توربین‌های کوچک بادی تامین کنند تا زمانی که منابع اصلی به شبکه بازگردند و شبکه‌ی اصلی مجددا فعال شود.