IoT для возобновляемой энергетики: устойчивые и рентабельные энергетические решения

Не будет преувеличением сказать, что возобновляемые источники будут основными источниками энергии, которые будут вести наше будущее. Их принятие непрерывно взлетает беспрецедентными темпами и позволило создавать умные энергетические решения.

Они определенно лучшая альтернатива уже ограниченным невосстановимым ресурсам, выбрасывающим вредные газы. Внедрение возобновляемых ускоряется астрономическими темпами; и то в рентабельном манере. За последние 18 лет использование возобновляемых источников энергии увеличилось на 100% только в США. В некоторых странах возобновляемая энергия даже дешевле ископаемого топлива.

Используя современные разрушительные технологии, принятие возобновляемых источников энергии может быть усилено еще дальше. Интеграция IoT в сегмент возобновляемой энергетики позволяет ее расширению в большой степени. Применения Интернета вещей смягчают несколько вызовов, ограничивающих принятие возобновляемых.

Ниже приведены некоторые IoT-применения в возобновляемой энергетике, усиливающие создание устойчивого будущего:

1) Автоматизация для повышения общего производства:

Солнечная и ветровая энергия — самые популярные возобновляемые источники. Их изобилие и надежность помогли им процветать больше любых других возобновляемых. В 2019 году Германия удовлетворила четверть своих энергетических потребностей с своих ветряных ферм.

Затраты, связанные с производством энергии через эти ресурсы, также значительно снизились. С 1977 года стоимость солнечных панелей снизилась на 99%. Германия, Китай и Япония среди глобальных лидеров в использовании солнечной энергии.

Ассимиляция IoT в солнечных и ветровых энергетических системах вместе с приложениями датчиков может повысить их надежность еще дальше. Для максимизации энергопроизводства большинство солнечных панелей используют двухосевые трекеры. Эти системы отслеживания калибруют угол солнечных панелей и помогают им получать максимальное солнечное излучение в течение дня.

IoT-системы могут использоваться для дистанционного регулирования и контроля этих систем отслеживания для обеспечения максимальной эффективности энергопроизводства. Используя аналитические решения, движение солнца может быть отслежено, что затем может использоваться для автоматической регулировки угла солнечных панелей. Аналогично, IoT в ветровой энергетике может использоваться для мониторинга нескольких параметров, влияющих на генерацию энергии.

2) Умные сети для повышенного внедрения возобновляемых:

Одна вещь, сдерживающая рост возобновляемой энергетики — ненадежная система передачи и распределения. Традиционные энергетические сети были построены для поддержки односторонней передачи однородной энергии от электростанций и выставления счетов клиентам раз в месяц. Эти сети следовательно не подходят для поддержки варьирующейся электричества от возобновляемых источников. Поймем это на примере:

Представьте солнечную ферму, передающую преобразованную электричество пользователям и хранящую излишки электричества в батарее для ночного использования. Однако в определенный день панель не сможет сгенерировать нужное количество электричества, если небо затянуто облаками. Эта зависимость возобновляемой энергии от погодных условий следовательно не может быть поддержана конвенциональными электрическими сетями.

IoT позволил создание умных сетей, поддерживающих ручное переключение между возобновляемыми и давно устоявшимися электростанциями для обеспечения бесперебойного энергоснабжения. Это переключение помогает умным сетям поддерживать варьирующуюся природу возобновляемой энергии и обеспечивать бесперебойную подачу энергии потребителям.

IoT повышает принятие возобновляемых:

Прорывное развитие умных сетей через IoT эскалировало рост источников возобновляемой энергии. Они предлагают невероятные выгоды, связанные с мониторингом потребления энергии и оповещениями в реальном времени, позволяющие энергетическим коммунальным службам включать возобновляемые источники для распределения энергии. Ниже приведены некоторые из этих выгод:

1) Вклад конечных потребителей:

Даже конечные потребители теперь принимают возобновляемые для снижения своих счетов за электричество и становления само-зависимыми. Многие страны, как Индия, предоставляют солнечные субсидии своим гражданам для повышения принятия возобновляемых еще дальше.

Страны помогают гражданам развивать солнечные станции на своих крышах и использовать их для личных электрических нужд. Более того, потребители также могут сбрасывать излишки электричества в умные сети в обмен на деньги. Это помогает странам повысить общее принятие возобновляемых и создать более зеленую среду для граждан.

2) Балансировка спроса и предложения:

Умные сети позволяют энергетическим коммунальным службам предоставлять потребителям стабильное энергоснабжение. Интеграция IoT в возобновляемую энергетику помогает энергопоставщикам укомплектовывать электричество из возобновляемых источников и удовлетворять спрос конечных потребителей.

Использование умных счетчиков энергии на коммерческом уровне дает данные о потреблении в реальном времени электрическим поставщикам. Используя аналитику и решения обработки данных, они также могут разрабатывать тренды и паттерны, связанные с пиковыми нагрузками. Таким образом, используя техники ручного переключения, коммунальные службы могут снизить использование электростанций в нормальное off-peak время и запускать их, когда спрос на электричество экстремален.

Следовательно, коммунальные службы могут балансировать условия спроса и предложения и также ограничить выброс токсичных веществ в окружающую среду.

3) Рентабельность:

Согласно исследованию, глобальные энергетические потребности могут быть удовлетворены, если мы сможем просто использовать 1,2% солнечной энергии из Сахары (около 110 400 км2). Однако все еще есть несколько сложностей, связанных с этим методом. Например, строительство и управление такой большой солнечной фермой — нелегкая задача. Более того, будут потери, связанные с передачей и распределением электричества с такого удаленного местоположения. Например, потери в линиях передачи могут достигать 10% на больших расстояниях.

Эти сложности и вызовы предотвращают эскалированный рост солнечной и возобновляемой энергетики в целом. Внедрение IoT в солнечную энергетику может снизить стоимость строительства и управления солнечными станциями до некоторой степени. Функции мониторинга в реальном времени и предиктивной аналитики IoT могут использоваться для мониторинга параметров, снижающих эффективность электростанции или приводящих к неожиданным поломкам. Следовательно, коммунальные службы могут сократить некоторые затраты, связанные с инспекцией и ремонтами; и улучшить свою эффективность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

IoT драматически усилил использование возобновляемых. Энергетические коммунальные службы теперь используют возобновляемые для предоставления стабильного электрического потока своим гражданам. Интернет вещей уже поднял принятие солнечной и ветровой энергии. Его применения предстоит увидеть для геотермальной, биогазовой и гидроэлектрических электростанций.

Согласно опросу, глобальная геотермальная ресурсная база даже больше, чем угля, газа, урана и нефти вместе взятых. Очевидно, возобновляемые — будущее существования. Их принятие постепенно, но определенно выполнит наши растущие электрические требования.