എന്താണ് സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ്, അത് എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ അവസാനം മുതൽ, വൈദ്യുതി വിതരണ സംവിധാനങ്ങൾ (പലപ്പോഴും ഗ്രിഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു) ലോകത്തിലെ വൈദ്യുതിയുടെ പ്രാഥമിക ഉറവിടമാണ്.ഈ ഗ്രിഡുകൾ സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ, അവ വളരെ ലളിതമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു - വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ച് വീടുകളിലേക്കും കെട്ടിടങ്ങളിലേക്കും വൈദ്യുതി ആവശ്യമുള്ള എവിടെയും അയയ്ക്കുന്നു.

എന്നാൽ വൈദ്യുതിയുടെ ആവശ്യം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ഗ്രിഡ് ആവശ്യമാണ്.ലോകമെമ്പാടും ഇപ്പോൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആധുനിക "സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ്" പവർ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ കാര്യക്ഷമത ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് അത്യാധുനിക സാങ്കേതികവിദ്യയെ ആശ്രയിക്കുന്നു.ഈ പേപ്പർ ഒരു സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡിൻ്റെ നിർവചനവും അതിനെ സ്‌മാർട്ടാക്കുന്ന പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകളും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

എന്താണ്സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യ?

യൂട്ടിലിറ്റി ദാതാക്കൾക്കും ഉപഭോക്താക്കൾക്കും ഇടയിൽ രണ്ട് വഴിയുള്ള ആശയവിനിമയം നൽകുന്ന ഒരു പവർ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറാണ് സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ്.സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പ്രാപ്‌തമാക്കുന്ന ഡിജിറ്റൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ പവർ/കറൻ്റ് സെൻസറുകൾ, നിയന്ത്രണ ഉപകരണങ്ങൾ, ഡാറ്റാ സെൻ്ററുകൾ, സ്‌മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ചില സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ മറ്റുള്ളവയേക്കാൾ മികച്ചതാണ്.കാലഹരണപ്പെട്ട വിതരണ ഗ്രിഡുകളെ സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിൽ പല രാജ്യങ്ങളും വളരെയധികം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ പരിവർത്തനം സങ്കീർണ്ണവും വർഷങ്ങളോ പതിറ്റാണ്ടുകളോ എടുക്കും.

സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് ഘടകങ്ങളുടെയും ഉദാഹരണങ്ങൾ

സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ - ഒരു സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യപടിയാണ് സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ.സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ ഉപഭോക്താക്കൾക്കും യൂട്ടിലിറ്റി നിർമ്മാതാക്കൾക്കും പോയിൻ്റ്-ഓഫ്-ഉപയോഗ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗ ഡാറ്റ നൽകുന്നു.ഊർജ്ജ പാഴാക്കുന്നത് കുറയ്ക്കാൻ ഉപയോക്താക്കളെ അറിയിക്കാനും ഗ്രിഡിലുടനീളം വിതരണ ലോഡ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ ദാതാക്കളെ സഹായിക്കാനും അവർ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും ചെലവ് വിവരങ്ങളും നൽകുന്നു.സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ സാധാരണയായി മൂന്ന് പ്രധാന ഉപസിസ്റ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പവർ സിസ്റ്റം, സ്മാർട്ട് മീറ്ററിനുള്ളിലെ സാങ്കേതികവിദ്യ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു മൈക്രോകൺട്രോളർ, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം/കമാൻഡ് ഡാറ്റ അയയ്ക്കുന്നതിനും സ്വീകരിക്കുന്നതിനുമുള്ള ആശയവിനിമയ സംവിധാനം.കൂടാതെ, ചില സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾക്ക് ബാക്കപ്പ് പവറും (പ്രധാന വിതരണ ലൈൻ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ) സുരക്ഷാ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി മീറ്ററിൻ്റെ സ്ഥാനം കൃത്യമായി നിർണ്ണയിക്കാൻ GSM മൊഡ്യൂളുകളും ഉണ്ടായിരിക്കും.

കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകളിലെ ആഗോള നിക്ഷേപം ഇരട്ടിയായി.2014ൽ സ്മാർട് മീറ്ററുകളിലെ ആഗോള വാർഷിക നിക്ഷേപം 11 മില്യൺ ഡോളറായിരുന്നു.സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകൾ നടപ്പിലാക്കുന്നതിലൂടെയുള്ള സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമത നേട്ടങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത്, 2019 ആകുമ്പോഴേക്കും ആഗോള സ്മാർട്ട് മീറ്റർ നിക്ഷേപം 21 മില്യൺ ഡോളറിലെത്തും.

സ്‌മാർട്ട് ലോഡ് കൺട്രോൾ സ്വിച്ചുകളും വിതരണ സ്വിച്ച്‌ബോർഡുകളും - സ്‌മാർട്ട് മീറ്ററുകൾക്ക് യൂട്ടിലിറ്റി ദാതാക്കൾക്ക് തത്സമയ ഡാറ്റ നൽകാൻ കഴിയുമെങ്കിലും, അവ സ്വയമേവ ഊർജ്ജ വിതരണത്തെ നിയന്ത്രിക്കില്ല.ഉയർന്ന ഉപയോഗ കാലയളവുകളിലോ നിർദ്ദിഷ്ട പ്രദേശങ്ങളിലോ വൈദ്യുതി വിതരണം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന്, ഇലക്ട്രിക് യൂട്ടിലിറ്റികൾ ഇൻ്റലിജൻ്റ് ലോഡ് കൺട്രോൾ സ്വിച്ചുകളും സ്വിച്ച്ബോർഡുകളും പോലുള്ള പവർ മാനേജ്മെൻ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അനാവശ്യമായ വിതരണം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയോ അല്ലെങ്കിൽ അനുവദനീയമായ ഉപയോഗ സമയ പരിധികൾ കവിഞ്ഞ ലോഡുകൾ സ്വയമേവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയോ ഗണ്യമായ അളവിൽ ഊർജ്ജം ലാഭിക്കുന്നു.ഉയർന്ന ഉപയോഗ കാലയളവുകളിലോ നിർദ്ദിഷ്ട പ്രദേശങ്ങളിലോ വൈദ്യുതി വിതരണം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന്, ഇലക്ട്രിക് യൂട്ടിലിറ്റികൾ ഇൻ്റലിജൻ്റ് ലോഡ് കൺട്രോൾ സ്വിച്ചുകളും സ്വിച്ച്ബോർഡുകളും പോലുള്ള പവർ മാനേജ്മെൻ്റ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അനാവശ്യമായ വിതരണം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയോ അല്ലെങ്കിൽ അനുവദനീയമായ ഉപയോഗ സമയ പരിധികൾ കവിഞ്ഞ ലോഡുകൾ സ്വയമേവ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയോ ഗണ്യമായ അളവിൽ ഊർജ്ജം ലാഭിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒഹായോയിലെ വാഡ്സ്വർത്ത് നഗരം 1916-ൽ നിർമ്മിച്ച ഒരു വൈദ്യുത വിതരണ സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നു.സ്മാർട്ട് ലോഡ് നിയന്ത്രണ സ്വിച്ചുകൾ(SLCS), പീക്ക് വൈദ്യുതി ഉപയോഗ കാലയളവുകളിൽ എയർ കണ്ടീഷനിംഗ് കംപ്രസ്സറുകൾ സൈക്കിൾ ചെയ്യുന്നതിനായി വീടുകളിൽ SLCS ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തുകൊണ്ട് സിസ്റ്റം വൈദ്യുതി ഉപയോഗം 5,300 മെഗാവാട്ട് മണിക്കൂർ കുറയ്ക്കുന്നതിന്.പവർ സിസ്റ്റം ഓട്ടോമേഷൻ - വിതരണ ശൃംഖലയിലെ എല്ലാ ലിങ്കുകളും നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് അത്യാധുനിക ഐടി ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ ഉപയോഗിച്ച് സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് പവർ സിസ്റ്റം ഓട്ടോമേഷൻ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, ഓട്ടോമേറ്റഡ് പവർ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഇൻ്റലിജൻ്റ് ഡാറ്റ കളക്ഷൻ സിസ്റ്റങ്ങൾ (സ്മാർട്ട് മീറ്ററുകളുടേതിന് സമാനമായത്), പവർ കൺട്രോൾ സിസ്റ്റങ്ങൾ (സ്മാർട്ട് ലോഡ് കൺട്രോൾ സ്വിച്ചുകൾ പോലുള്ളവ), അനലിറ്റിക്കൽ ടൂളുകൾ, കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, പവർ സിസ്റ്റം അൽഗോരിതങ്ങൾ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഈ പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ സംയോജനം ഗ്രിഡിനെ (അല്ലെങ്കിൽ ഒന്നിലധികം ഗ്രിഡുകൾ) പരിമിതമായ മനുഷ്യ ഇടപെടൽ ഉപയോഗിച്ച് സ്വയം ക്രമീകരിക്കാനും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും അനുവദിക്കുന്നു.

സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് നടപ്പിലാക്കൽ

സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡിൽ ഡിജിറ്റൽ, ടു-വേ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, ഓട്ടോമേഷൻ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ നടപ്പിലാക്കുമ്പോൾ, നിരവധി അടിസ്ഥാന സൗകര്യ മാറ്റങ്ങൾ ഗ്രിഡിൻ്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കും.സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡിൻ്റെ നടപ്പാക്കൽ ഇനിപ്പറയുന്ന അടിസ്ഥാന സൗകര്യ മാറ്റങ്ങൾ പ്രാപ്‌തമാക്കി:

1.വികേന്ദ്രീകൃത ഊർജ്ജ ഉത്പാദനം

സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡിന് ഊർജ വിതരണം തുടർച്ചയായി നിരീക്ഷിക്കാനും നിയന്ത്രിക്കാനും കഴിയുന്നതിനാൽ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ ഇനി ഒരു വലിയ പവർ പ്ലാൻ്റിൻ്റെ ആവശ്യമില്ല.പകരം, കാറ്റ് ടർബൈനുകൾ, സോളാർ ഫാമുകൾ, റെസിഡൻഷ്യൽ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സോളാർ പാനലുകൾ, ചെറിയ ജലവൈദ്യുത അണക്കെട്ടുകൾ തുടങ്ങി നിരവധി വികേന്ദ്രീകൃത പവർ സ്റ്റേഷനുകളിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

2.ഛിന്നഭിന്നമായ വിപണി

പരമ്പരാഗത കേന്ദ്രീകൃത സംവിധാനങ്ങളിലുടനീളം ബുദ്ധിപരമായി ഊർജ്ജം പങ്കിടുന്നതിനുള്ള മാർഗമായി ഒന്നിലധികം ഗ്രിഡുകളുടെ കണക്ഷനും സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, മുൻസിപ്പാലിറ്റികളിൽ അയൽ മുനിസിപ്പാലിറ്റികളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടില്ലാത്ത പ്രത്യേക ഉൽപ്പാദന സൗകര്യങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നു.ഒരു സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡ് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചർ നടപ്പിലാക്കുന്നതോടെ, വൈദ്യുതി മുടക്കം സംഭവിക്കുമ്പോൾ ഉൽപ്പാദന ആശ്രിതത്വം ഇല്ലാതാക്കാൻ മുനിസിപ്പാലിറ്റികൾക്ക് ഒരു പങ്കിട്ട ഉൽപ്പാദന പദ്ധതിയിലേക്ക് സംഭാവന നൽകാനാകും.

3.ചെറിയ തോതിലുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ

ഗ്രിഡിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഊർജ്ജ പാഴാക്കുന്ന ഒന്നാണ് ദീർഘദൂരങ്ങളിൽ ഊർജം വിതരണം ചെയ്യുന്നത്.സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ ഉൽപ്പാദനത്തെയും വിപണിയെയും വികേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു എന്നതിനാൽ, ഒരു സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡിനുള്ളിലെ നെറ്റ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ദൂരം ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, അങ്ങനെ വിതരണ മാലിന്യം കുറയുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, സമൂഹത്തിൻ്റെ പകൽ സമയത്തെ വൈദ്യുതിയുടെ 100% ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ചെറിയ കമ്മ്യൂണിറ്റി സോളാർ ഫാം വെറും 1 കിലോമീറ്റർ അകലെയാണെന്ന് സങ്കൽപ്പിക്കുക.ഒരു പ്രാദേശിക സോളാർ ഫാം ഇല്ലെങ്കിൽ, സമൂഹത്തിന് 100 കിലോമീറ്റർ അകലെയുള്ള ഒരു വലിയ പവർ പ്ലാൻ്റിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ലഭിക്കേണ്ടതുണ്ട്.വിദൂര വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള പ്രക്ഷേപണ സമയത്ത് നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജ നഷ്ടം പ്രാദേശിക സോളാർ ഫാമുകളിൽ നിന്നുള്ള പ്രസരണ നഷ്ടത്തേക്കാൾ നൂറിരട്ടി കൂടുതലായിരിക്കാം.

4.രണ്ട്-വഴി വിതരണം

പ്രാദേശിക സോളാർ ഫാമുകളുടെ കാര്യത്തിൽ, സോളാർ ഫാമിന് സമൂഹം ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സാഹചര്യം ഉണ്ടായേക്കാം, അങ്ങനെ ഊർജ്ജ മിച്ചം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും.ഈ അധിക ഊർജ്ജം പിന്നീട് സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡിലേക്ക് വിതരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് വിദൂര വൈദ്യുത നിലയങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ആവശ്യം കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പകൽസമയത്ത് സോളാർ ഫാമിൽ നിന്ന് പ്രധാന കമ്മ്യൂണിറ്റി ഇതര ഗ്രിഡിലേക്ക് ഊർജ്ജം ഒഴുകുന്നു, എന്നാൽ സോളാർ ഫാം പ്രവർത്തനരഹിതമാകുമ്പോൾ, പ്രധാന ഗ്രിഡിൽ നിന്ന് ആ സമൂഹത്തിലേക്ക് ഊർജ്ജം ഒഴുകുന്നു.ഈ ദ്വി-ദിശയിലുള്ള ഊർജ്ജ പ്രവാഹം വൈദ്യുതി വിതരണ ആൽഗരിതങ്ങൾ വഴി നിരീക്ഷിക്കാനും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും കഴിയും, ഉപയോഗ സമയത്ത് എപ്പോൾ വേണമെങ്കിലും ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം പാഴാക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും.

5.ഉപയോക്തൃ പങ്കാളിത്തം

ദ്വി-ദിശയിലുള്ള വിതരണവും വികേന്ദ്രീകൃത ഗ്രിഡ് അതിരുകളുമുള്ള ഒരു സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡ് ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറിൽ, ഉപയോക്താക്കൾക്ക് മൈക്രോ ജനറേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, വ്യക്തിഗത വീടുകളിൽ സ്റ്റാൻഡ്-എലോൺ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സോളാർ സിസ്റ്റങ്ങൾ സജ്ജീകരിക്കാം, അത് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കും.റെസിഡൻഷ്യൽ പിവി സംവിധാനം അധിക ഊർജ്ജം ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഈ ഊർജ്ജം വലിയ ഗ്രിഡിലേക്ക് എത്തിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് വലിയ കേന്ദ്രീകൃത വൈദ്യുത നിലയങ്ങളുടെ ആവശ്യകത കുറയ്ക്കും.

സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡിൻ്റെ പ്രാധാന്യം

മാക്രോ ഇക്കണോമിക് തലത്തിൽ, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിന് സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ നിർണായകമാണ്.നിരവധി പ്രാദേശിക യൂട്ടിലിറ്റി പ്രൊവൈഡർമാരും ഗവൺമെൻ്റുകളും സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിൽ പങ്കാളിയാകാൻ ഉദാരവും ആക്രമണാത്മകവുമായ നടപടികൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, കാരണം അത് സാമ്പത്തികമായും പാരിസ്ഥിതികമായും പ്രയോജനകരമാണ്.ഒരു സ്‌മാർട്ട് ഗ്രിഡ് സ്വീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം വികേന്ദ്രീകൃതമാക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി ബ്ലാക്ക്ഔട്ടുകളുടെ അപകടസാധ്യത ഇല്ലാതാക്കുകയും വൈദ്യുതി സംവിധാനത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും അനാവശ്യമായ ഊർജ്ജ പാഴ്വസ്തുക്കൾ ഇല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യും.