Erõsebb, okosabb elektromos hálózatokra van szükségünk

Erõsebb, okosabb elektromos hálózatokra van szükségünk

Az energiatermelés, -szállítás és -felhasználás módjának drasztikusan meg kell változnia, ha eleget akarunk tenni az 21st század igényeinek.

Az Egyesült Államok bármelyik napján körülbelül fél millió ember nincs hatalom alatt két vagy több órán keresztül. Miután a Nemzeti Mérnöki Akadémia az 20. Század legbefolyásosabb mérnöki innovációjaként üdvözölte, az észak-amerikai villamosenergia-hálózat elsősorban az 1960 és az „70” technológiával működik.

Az időjárással kapcsolatos jelentősebb kiesések nőttek

Az utóbbi évtizedekben az időjárással kapcsolatos jelentős kimaradások száma és gyakorisága nőtt. Az 1950 és az 80 között az áramkimaradások évente kétről ötre növekedtek; 2008-ről 2012-ra, az áramkimaradások évente 70 és 130 közé növekedtek. Eközben az áramszükséglet gyorsan növekszik. A Twitter önmagában évente világszerte több mint 2,500 megawatt-órás keresletet jelent. Az előrejelzések szerint a világ villamosenergia-ellátásának az 2050-kel megháromszorozódnia kell, hogy lépést tartson a kereslettel. Ehhez jelentős elkötelezettségre van szükség.

Az elmúlt évtizedben az elektromos áram kockázata megnőtt az infrastruktúra elöregedése, a modernizációt elősegítő beruházások és politikák, valamint a terrorizmus és az éghajlatváltozás fenyegetése miatt. Az éghajlatváltozás következtében az időjárási események változékonysága megnőtt. Szélsőségesebb eseményeket fogunk látni. És nagyobb gyakorisággal látjuk őket. Úgy tűnik, hogy a Sandy hurrikán példa erre.

Sandy utáni kérdések merültek fel az energia helyreállításáról a szélsőséges időjárási viszonyok és az éghajlatváltozás kapcsán. Meg kell érteni, hogy a Sandy hurrikán súlyos, fizikai támadása legalábbis átmenetileg elárasztja az energiainfrastruktúrát. Ilyen körülmények között semmilyen pénz vagy technológia nem garantálja a folyamatos villamos szolgáltatást.

Szükségünk van egy okosabb hálózatra, amely hatékonyan és biztonságosan megfelel az áthatóan digitális társadalom igényeinek az éghajlatváltozással és más szélsőséges eseményekkel szemben, miközben biztosítja a magas életminőséget és serkenti a gazdasági növekedést. Fontos figyelembe venni azt is, hogy az Egyesült Államok csak most kezdődik. alkalmazkodni kell a kockázatok szélesebb spektrumához. A hálózat hatékonyabbá tételére és az ellenálló képesség támogatására irányuló költséghatékony beruházások régiónként, hasznosságonként, a szóban forgó örökölt berendezéseknél, valamint a berendezések működésétől és elhelyezkedésétől függően eltérhetnek a közüzem szolgáltatási területén.

Az elektromos hálózatnak drasztikusan meg kell változnia

Az elektromos hálózatnak drasztikusan meg kell változnia. Okosabb hálózatra van szükségünk, amely hatékonyan és biztonságosan megfelel az áthatóan digitális társadalom igényeinek az éghajlatváltozással és más szélsőséges eseményekkel szemben, miközben biztosítja a magas életminőséget és serkenti a gazdasági növekedést. Egy ilyen hálózat elegendő átviteli kapacitást biztosítana az új földgáztermelő erőművek, a parti vagy tengeri szélerőművek, a napenergia-erőművek és más megújuló energiaforrások összekapcsolásához az ügyfelekkel. Öngyógyító rendszerként működne, digitális komponenseket és valós idejű kommunikációs technológiákat használva, hogy mindenkor figyelemmel kísérje elektromos jellemzőit, és folyamatosan hangoljon úgy, hogy optimális állapotban működjön, előre jelezze a problémákat és képes legyen alkatrészek gyors elkülönítésére. a hálózat többi részén, amely meghibásodást tapasztal a rendszer többi részén, hogy elkerülje a zavarok terjedését és lehetővé tegye a gyorsabb helyreállítást.

A jelenlegi infrastruktúránk öngyógyító intelligens hálóvá történő átalakításához számos technológiát kell telepíteni és integrálni. Az ideális intelligens hálózati rendszer a következőkből áll: microgrids - amelyek kicsi, többnyire önellátó villamosenergia-rendszerek - és erősebb, intelligensebb nagyfeszültségű elektromos hálózat, amely az egész rendszer gerincét képezi, és lehetővé teszi a szél és a megújuló erőforrások jelentősen megnövekedett mennyiségének integrálását. Erősebb és intelligensebb hálózattal az USA-ban villamos energiánk 40 százaléka 2030-ra a szélből származhat, amely részben a jelenleg villamos energiához és szállításhoz használt fosszilis tüzelőanyagokat helyettesíti.

A hagyományos analóg technológiák cseréje digitális alkatrészekkel

Az öngyógyító képességű hálózati infrastruktúra korszerűsítéséhez a hagyományos analóg technológiákat digitális alkatrészekkel, szoftverprocesszorokkal és erőelektronikai technológiákkal kell felváltani. Ezeket a rendszer egészében telepíteni kell annak érdekében, hogy digitálisan vezérelhető legyen, amely az önellenőrző és öngyógyító rács kulcsfontosságú összetevője.

Az öngyógyító villamosenergia-hálózatok mögött gondolkodó technológiák és rendszerek nagy része a katonai repülési ágazatból származik, ahol 14 évekig dolgoztam az F-15 repülőgépek sérülékenység-adaptív repülési rendszerein, optimalizálva a logisztikát, tanulmányozva a századok túlélését és a küldetés hatékonyságát. Januárban a 1998, amikor csatlakoztam a Villamosenergia-kutatási Intézethez, segített segíteni ezeket a koncepciókat a villamosenergia-rendszerekben és más kritikus infrastruktúra-hálózatokban, beleértve az energiát, a vizet, a távközlést és a pénzügyeket. A szeptember 11, 2001 után a terrorista támadások, az ellenálló képesség és a biztonság még fontosabbá vált.

Az intelligens rács évente milliárdot takaríthat meg

Az okosabb hálózat évente körülbelül 49 milliárd dollárval csökkentené a leállások költségeit, és csökkentené a CO-t2 kibocsátás 12 – 18 százalékban 2030 szerint.

Az intelligensebb hálózat költsége attól függ, hogy ténylegesen mennyi műszert fektet be, például a kommunikációs gerincet, a fokozott biztonságot és a megnövelt rugalmasságot. A teljes árcédula 340 és 480 milliárd dollár között mozog, ami 20 éves periódus alatt évi 20-25 milliárd dollár lenne. De rögtön az előnyök évente 70 milliárd dollár a megnövekedett hatékonyság és a leállások miatt csökkentett költségek miatt, és egy olyan évben, amikor rengeteg hurrikán, jégvihar és egyéb zavar van, ez az előny még tovább megy. Jelenleg az összes forrásból származó kiesések évente 80–188 milliárd dollárba kerülnek az Egyesült Államok gazdaságának. Az intelligensebb hálózat évente körülbelül 49 milliárd dollárral csökkentené a kiesések költségeit, és csökkentené a CO-t2 kibocsátás 12 – 18 százalékban 2030 szerint. Ezenkívül több mint 4 százalékkal növeli a rendszer hatékonyságát - ez egy újabb 20.4 milliárd dollár évente.

A költségek a fejlesztések széles skáláját fedezik, amelyekkel az energiaellátó rendszert az intelligens hálózathoz szükséges teljesítményszintre állítják. Ide tartoznak az elosztott energiaforrások integrálásának és a teljes fogyasztói összeköttetésnek az eléréséhez szükséges infrastruktúra, de nem tartalmazzák a termelés költségeit, a megújuló energiaforrások bevezetésének és a terhelés növekedésének fedezésére szolgáló átvitel kibővítésének költségeit, valamint az intelligens hálózatra kész ügyfelek költségeit. készülékek és eszközök. A megvalósítás költségei ellenére a hálózatba történő befektetés nagymértékben megtérítené magát. A tényleges befektetés mellett minden dollár esetében a hozam körülbelül 2.80 - 6 dollár lesz a tágabb gazdaság számára. És ez a szám nagyon konzervatív.

De ez az 1) megnövekedett kiber / informatikai biztonságáról és az általános energiabiztonságról szól, a biztonságba a többrétegű védelmi rendszer architektúrájának részeként a tervezésbe beépítve, valamint az 2) munkahelyteremtéssel és gazdasági előnyökkel. Valóban, véleményem szerint, az 21st századi digitális gazdaságunk attól függ, hogy végrehajtjuk-e ezeket a beruházásokat, függetlenül attól, hogy az éghajlatváltozás következtében milyen szélsőséges időjárási idő várható.

Elpazarolt 15 évek, amelyek a kormány szerepéről szólnak

Elpazaroltunk az 15 éveket azzal, hogy vitatkozunk a köz- és a magánszektor szerepéről, miközben globális versenytársaink alkalmazkodnak és innoválnak. magánszektor a Smart Grid beruházási támogatások és az Intelligens Rács demonstrációs projekt programjai között. 2009 március óta az intelligens hálózati projektek támogatására elért 2012 milliárd dolláros teljes befektetett érték legalább 2.96 milliárd dollárt eredményez a teljes gazdasági outputban. Összességében körülbelül 6.8 teljes munkaidős egyenértékű munkahelyet támogattak beruházásokkal. Minden közvetlen 47,000 millió dolláros közvetlen kiadással a GDP 1 millió dollárral nőtt, 2.5 millió dollárra.

Elvesztegettük az 15 éveket azzal, hogy vitatkoztunk a köz- és a magánszektor szerepéről, miközben globális versenytársaink alkalmazkodnak és innoválnak. Megújítanunk kell a köz- és magánszféra partnerségét, csökkentenünk a bürokráciát és csökkentenünk kell a bizonytalanság felhőjét az infrastruktúra korszerűsítésének beruházások megtérülése tekintetében. Amikor a nemzet ilyen stratégiai kötelezettségvállalásokat tett a múltban, a kifizetések óriási voltak. Gondolj az államközi autópálya-rendszerre, a holdi leszállási projektre és az internetre.

Mindezen kihívások teljesítése a világ vezető gazdasági növekedését eredményezte, lehetővé téve a kereskedelmet, a technológiai fejlesztést és a kettő keverékét. A folyamat során magasan képzett, adaptív munkaerőt fejlesztettünk ki. Most el kell döntenünk, hogy olyan villamosenergia- és energiainfrastruktúrát építünk-e, amely támogatja az 21st század digitális társadalmát, vagy el kell hagyni az 20. Századi ipari emlékként.

Ez a cikk eredetileg megjelent Ensia

A szerzőről

amin massoudMassoud Amin a HW Sweatt elnöke a technológiai vezetés területén, és az igazgatótanács irányítja Technológiai Vezető Intézet (TLI)  és a Egyetemi neves oktatóprofesszor valamint a Minnesota Egyetem elektromos és számítógépes mérnökének professzora. Az intelligens, biztonságos és rugalmas infrastruktúrák lehetővé tételén dolgozik. Az intelligens hálózatok terén széles körű projekteket vezet, a. Elnöke IEEE Smart Grid, és az intelligens hálózat atyjának tekintik.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

kövesse az InnerSelf oldalt

facebook ikonratwitter ikonrayoutube ikonrainstagram ikonrapintrest ikonrarss ikonra

 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

A LEGNAGYOBB VIDEÓK

Megkezdődött a nagy klímavándorlás
Megkezdődött a nagy klímavándorlás
by Super User
Az éghajlatválság a világ ezreit kényszeríti menekülésre, mivel otthonaik egyre lakhatatlanabbá válnak.
Az utolsó jégkorszak elmondja nekünk, hogy miért kell törődnünk a 2 ℃ hőmérsékletváltozással
Az utolsó jégkorszak elmondja nekünk, hogy miért kell törődnünk a 2 ℃ hőmérsékletváltozással
by Alan N Williams és munkatársai
Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) legfrissebb jelentése szerint jelentős csökkenés nélkül…
A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk?
A Föld évmilliárdokig lakható volt - pontosan mennyire volt szerencsénk?
by Toby Tyrrell
A fejlődésnek 3 vagy 4 milliárd év kellett a Homo sapiens előállításához. Ha ebben az éghajlat csak egyszer teljes kudarcot vallott volna…
Hogyan segíthet az időjárás feltérképezése 12,000 XNUMX évvel ezelőtt a jövőbeni éghajlatváltozás előrejelzésében
Hogyan segíthet az időjárás feltérképezése 12,000 XNUMX évvel ezelőtt a jövőbeni éghajlatváltozás előrejelzésében
by Brice rea
Az utolsó jégkorszak végét, mintegy 12,000 XNUMX évvel ezelőtt, egy utolsó hideg fázis jellemezte, az úgynevezett Younger Dryas.
A Kaszpi-tenger 9 méteres vagy annál nagyobb zuhanás várható ebben az évszázadban
A Kaszpi-tenger 9 méteres vagy annál nagyobb zuhanás várható ebben az évszázadban
by Frank Wesselingh és Matteo Lattuada
Képzelje el, hogy a tengerparton van, és a tengerre néz. Előtted fekszik 100 méter kopár homok, amely úgy néz ki, mint egy…
A Vénusz ismét földszerű volt, de az éghajlatváltozás lakhatatlanná tette
A Vénusz ismét földszerű volt, de az éghajlatváltozás lakhatatlanná tette
by Richard Ernst
Sokat tanulhatunk a klímaváltozásról a Vénuszról, testvérbolygónkról. A Vénusz felületi hőmérséklete jelenleg…
Öt klíma hitetlenkedés: összeomlási tanfolyam az éghajlati félretájékoztatásban
Az öt klíma hitetlenkedés: összeomlási tanfolyam az éghajlati félretájékoztatásban
by John Cook
Ez a videó az éghajlati félretájékoztatás összeomlási tanfolyama, amely összefoglalja azokat a legfontosabb érveket, amelyekkel kétségbe vonják a valóságot…
Az Északi-sark 3 millió éve nem volt ilyen meleg, és ez nagy változásokat jelent a bolygón
Az Északi-sark 3 millió éve nem volt ilyen meleg, és ez nagy változásokat jelent a bolygón
by Julie Brigham-Grette és Steve Petsch
Évente a Jeges-tenger borítja a Jeges-tenger mélységét szeptember közepén. Ebben az évben mindössze 1.44 mérhető…

LEGFRISSEBB CIKKEK

klímához ültetendő fák2
Ültesse ezeket a fákat, hogy javítsa a város életét
by Mike Williams-Rice
Egy új tanulmány szerint az élő tölgyek és az amerikai platánok bajnokok a 17 „szuperfa” között, amelyek elősegítik a városok létrehozását…
északi-tengeri tengerfenék
Miért kell megértenünk a tengerfenék geológiáját a szelek kihasználásához?
by Natasha Barlow, a Leedsi Egyetem negyedidőszaki környezetváltozással foglalkozó docense
Bármely ország számára, amely könnyen elérhető a sekély és szeles Északi-tengerhez, a tengeri szél kulcsfontosságú lesz a net…
3 erdőtűz lecke erdei városoknak, mivel a Dixie Fire elpusztítja a történelmi Greenville -t, Kaliforniában
3 erdőtűz lecke erdei városoknak, mivel a Dixie Fire elpusztítja a történelmi Greenville -t, Kaliforniában
by Bart Johnson, az Oregoni Egyetem tájépítészeti professzora
A forró, száraz hegyi erdőben égő tűzvész söpört végig a kaliforniai Greenville -i Gold Rush városon augusztus 4 -én,…
Kína teljesítheti az energia- és éghajlati célokat, amelyek korlátozzák a szénerőművet
Kína teljesítheti az energia- és éghajlati célokat, amelyek korlátozzák a szénerőművet
by Alvin Lin
A vezető áprilisi klímacsúcsán Hszi Csin-ping ígéretet tett arra, hogy Kína „szigorúan ellenőrzi a széntüzelésű energiát…
Kék víz holt fehér fűvel körülvéve
A térkép 30 év extrém hóolvadását mutatja be az Egyesült Államokban
by Mikayla Mace-Arizona
Az elmúlt 30 év extrém hóolvadási eseményeinek új térképe tisztázza a gyors olvadást előidéző ​​folyamatokat.
Egy repülőgép vörös tűzgátlót dob ​​az erdőtűzre, miközben az út mentén parkoló tűzoltók felnéznek a narancssárga égboltra
A modell 10 éves futótüzet, majd fokozatos hanyatlást jósol
by Hannah Hickey-U. Washington
Az erdőtüzek hosszú távú jövőjére vetített pillantások előrevetítik a vadonatüzek kezdeti, nagyjából évtizedes kitörését,…
Fehér tengeri jég kék vízben, a lenyugvó nap tükröződik a vízben
A Föld fagyott területei évente 33 ezer négyzetkilométerre zsugorodnak
by Texas A&M Egyetem
A Föld krioszférája évente 33,000 87,000 négyzetkilométerrel (XNUMX XNUMX négyzetkilométerrel) zsugorodik.
Férfi és női hangszórók sora a mikrofonoknál
234 tudós több mint 14,000 XNUMX kutatást olvasott fel, hogy megírja a közelgő IPCC klímajelentést
by Stephanie Spera, a Richmondi Egyetem földrajzi és környezeti adjunktusa
A héten több száz tudós a világ minden tájáról véglegesíti a jelentést, amely felméri a globális helyzetet…

 Szerezd meg a legújabb e-mailben

Heti magazin Napi inspiráció

Új hozzáállás - új lehetőségek

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf piac
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf kiadványok. Minden jog fenntartva.