A cidade de Nova York arde com brilho elétrico. John Wang / Digital Vision / Getty Images É a maior máquina do mundo - um gigante elétrico construído sobre um esqueleto da engenharia do início do século XX. O resto é uma miscelânea, um século de inovações enxertadas em uma estrutura desatualizada. Ainda, por muito tempo, a rede de energia dos EUA tem se mantido estável e raramente desafiada, com uma população crescente acorrentada à sua pele por todos os aparelhos elétricos imagináveis.
Mais de 300, 000 milhas (482, 803 quilômetros) de extensas linhas de transmissão que se entrecruzam e se entrelaçam pelos Estados Unidos e, em geral, a rede elétrica executa seu trabalho muito bem. Na verdade, a Departamento de Energia dos EUA (DOE) dá a ele uma classificação de confiabilidade de 99,97 por cento. No entanto, apesar do tamanho do sistema, algumas interrupções são suficientes para esgotar os americanos em pelo menos US $ 150 bilhões de dólares anualmente.
Lembrar, a eletricidade tem que ser usada no momento em que é gerada. Uma usina de energia não pode simplesmente armazenar um excedente de energia para alimentar os condicionadores de ar durante a próxima onda de calor. Enquanto isso, uma população crescente continua a conectar cada vez mais aparelhos e aparelhos que consomem muita energia na rede. Por quanto tempo a besta pode cambalear sem entrar em colapso sob a tensão?
Para resolver as deficiências da rede elétrica atual e se preparar para o futuro, o DOE espera implementar uma série de mudanças nos próximos anos. O plano é fazer a transição para uma versão mais eficiente da rede elétrica atual, apelidado de rede inteligente .
Neste artigo, examinaremos os principais problemas do sistema atual, como a rede inteligente resolverá esses problemas, e que tipo de metas de curto e longo prazo fazem parte do esforço.
Conteúdo
Um dono da mercearia contempla uma geladeira cheia de comida durante um período de três semanas, Blecaute de 2006 na cidade de Nova York. De acordo com o DOE, cinco grandes apagões ocorreram nos últimos 40 anos. Três dos quais ocorreram nos últimos nove anos. Chris Hondros / Getty Images News / Getty Images Para entender o valor da transição da rede inteligente, primeiro você precisa entender alguns dos principais problemas do sistema atual. A rede elétrica de hoje, embora sobrecarregado, é bastante confiável. Ele permite que as áreas compartilhem recursos elétricos para manter o fluxo dos circuitos de todos. Seguindo em frente, Contudo, o sistema deve evoluir para acompanhar o ritmo da tecnologia moderna e manter a sustentabilidade.
Distribuir energia de maneira adequada pela rede é uma espécie de malabarismo. O uso de energia em uma determinada área varia de acordo com a hora do dia e a estação do ano. Se a temperatura subir e mais pessoas ligarem seus condicionadores de ar, então a área como um todo requer mais energia. Mas, uma vez que as usinas de energia só podem produzir uma certa quantidade de energia, às vezes, o malabarismo falha. No passado, a única maneira de resolver este problema era simplesmente expandir a rede e construir mais usinas de energia, o que eleva os custos de eletricidade.
Se você se pega deixando cair bolas enquanto faz malabarismo, então, uma solução possível é se tornar um malabarista melhor. O DOE atribui muitos blecautes importantes e regionais a tempos de resposta lentos e visibilidade insuficiente - deficiências resolvidas de forma eficaz por meio de sistemas automatizados e um sistema simplificado de distribuição de energia. Como isso é, a rede elétrica dos EUA depende de uma infraestrutura planejada e controlada de forma centralizada. O malabarista está sobrecarregado, e continuamos jogando novas bolas na mistura.
Esses apagões custam milhões a indivíduos e empresas. Não apenas um sistema mais eficiente evitaria muitas das interrupções em potencial, mas também pode fazer maravilhas pelo meio ambiente. O DOE estima que se a rede fosse apenas 5 por cento mais eficiente, a economia de energia seria igual às emissões de combustível e de efeito estufa de 53 milhões de carros. Como os Estados Unidos são responsáveis por 25 por cento das emissões mundiais de gases de efeito estufa, essa mudança pode contribuir muito para reduzir os efeitos da mudança climática.
Finalmente, há segurança a ser considerada. A estrutura centralizada da grade também fornece um alvo tentador para qualquer pessoa que queira fazer algo com ela. Adicionalmente, uma vez que outras áreas da grade têm folga para seções de baixo desempenho, um golpe estratégico também pode desencadear um efeito dominó.
Um despachante de transmissão ajuda a gerenciar o fluxo de eletricidade durante uma onda de calor de 2004 na Califórnia. Observe o mapa que rastreia o fluxo de eletricidade em todo o estado. David McNew / Getty Images News / Getty Images Para resolver os problemas discutidos na seção anterior, o Departamento de Energia dos EUA planeja desenvolver um sistema menos centralizado, rede produtora-interativa. Naturalmente, nenhuma correção pode acomodar essa mudança. Numerosos conceitos, filosofias e tecnologias contribuem para direcionar o sistema para um futuro mais eficiente. Aqui estão dois dos maiores.
Infraestrutura de medição avançada (AMI):Este é um aspecto da rede inteligente que você já pode encontrar em muitas residências e empresas. O objetivo é eliminar o mistério e as suposições do consumo pessoal de energia. Em vez de apenas esperar a conta ou olhar estupefato para os mostradores giratórios do medidor de energia do lado de fora, os usuários agora podem usar leitores de potência para verificar a quantidade de suco que seus aparelhos e dispositivos usam. No futuro, este conceito pode ir ainda mais longe. Imagine verificar o termostato e observar os preços passando. Como isso pode afetar sua decisão de aumentar o calor em uma noite fria? Fornecer aos usuários mais informações sobre a energia que eles usam permite que eles ajustem sua própria conservação para eliminar o desperdício desnecessário.
Tecnologia de visualização :Pense na analogia do malabarista. Este é o malabarista da rede inteligente do futuro:um sistema de computador automatizado capaz de responder instantaneamente ao fluxo e refluxo da produção e demanda de energia na rede. O DOE cita um projeto em particular:Oak Ridge National Laboratory's Visualizando Recursos de Energia Dinamicamente na Terra (VERDE) sistema, construído na plataforma Google Earth. Além do VERDE, o DOE planeja usar Unidades de medição fasorial (PMU) para manter guias precisas sobre o uso de eletricidade em toda a rede inteligente e eliminar as suposições de fornecimento de energia adequada.
Se tudo correr de acordo com o planejado, essas duas abordagens levarão a uma situação em que tanto o usuário quanto o distribuidor automatizado de eletricidade terão muito mais informações - e, portanto, poder - sobre o fluxo de eletricidade. Esse, por sua vez, permite gastos mais responsáveis em todos os aspectos - de usinas de geração de energia ao centro de entretenimento doméstico no final da linha.
A Houston, Operador de serviços públicos do Texas instala um medidor inteligente para CenterPoint Energy em 5 de junho, 2009. A concessionária, que atende 2,2 milhões de clientes na área metropolitana, espera gastar US $ 1 bilhão em tecnologia de smart grid. AP Photo / Pat Sullivan A rede elétrica inteligente não é algo que você pode esperar para simplesmente acordar e encontrar trabalho em sua casa. E, ao contrário da mudança dos Estados Unidos em 2009 da televisão analógica para a digital, um voucher do governo e uma viagem ao Wal-Mart local não serão suficientes para que isso aconteça, qualquer. Há muitos passos de bebê no caminho para uma vida melhor, sistema de energia mais sustentável. Aqui estão apenas alguns deles:
Medidores e termostatos inteligentes :Em julho de 2009, essas atualizações em medidores de energia e termostatos tradicionais chegaram a 8,3 milhões de lares nos Estados Unidos [fonte:Merchant]. Os medidores fornecem ao usuário e à rede elétrica informações de uso mais detalhadas. Termostatos inteligentes são programáveis e equipados com WiFi para acompanhar a previsão do tempo. Esses recursos permitem um uso mais ajustado e eficiente do aquecimento e resfriamento doméstico.
Usuários engajados :O elemento humano é essencial para qualquer movimento de conservação e a rede inteligente não é exceção. Isso significa educar melhor o público sobre os benefícios pessoais e gerais da conservação de energia em casa.
Usinas otimizadas :Conforme a rede inteligente toma forma, o sistema automatizado permitirá um malabarismo mais conciso de recursos. Tendo um mais profundo, a compreensão em tempo real das necessidades de energia é como saber exatamente quantos convidados você tem para jantar. Sem tantas suposições, você reduz a lista de compras sem medo de que alguém fique com fome - ou impotente. Isso também permite que usinas de energia que podem ser prejudiciais ao meio ambiente fiquem em segundo plano e se tornem mais limpas, fontes renováveis.
Energia renovável :A integração perfeita de fontes de energia renováveis é uma parte importante da integração da rede inteligente. A queima de combustíveis fósseis e as usinas hidrelétricas não desaparecerão, mas os parques eólicos e as células solares fornecerão uma parcela cada vez maior da geração geral de energia para uma determinada área.
Regulamentos Estaduais e Federais :Escusado será dizer, a lei e a política desempenham um papel importante nas operações da rede elétrica existente. A transição da rede inteligente, Portanto, naturalmente envolve uma ação constante em ambos os níveis. Vários estados já adotaram padrões de portfólio de energia renovável para promover a energia renovável. Enquanto isso, uma série de regulamentações para apoiar as leis e avanços tecnológicos necessários continuam a avançar por meio dos canais federais.
O DOE planeja criar uma rede inteligente com grandes e pequenas inovações. No futuro, novas tecnologias, como armazenamento térmico, baterias de íon-lítio aprimoradas e cabos de alimentação supercondutores irão agilizar ainda mais o processo.
Explore os links na próxima página para saber como essas mudanças afetarão sua vida.
CiênciaCiência VerdeComo Funciona a Rede InteligenteSciênciaProdução de EnergiaCompreendendo a Tecnologia de Rede InteligenteCiênciaTecnologias Sustentáveis na ComunidadeComo Funciona com Armazenamento de Energia na RedeCiênciaCiência VerdeComo Viver Fora da Rede FuncionaCiência Produção de EnergiaComo Vender Eletricidade de Volta à RedeCiência Produção de EnergiaTop 5 Cooperativas de Rede InteligenteCiência EntretenimentoBrain GamesComo funciona a rede elétrica AutoFuel EconomyGas vs. rede:gasolina e eletricidade enfrentam híbridos AutoPlug-inCharging plug-in híbridos em uma rede inteligente
Fontes
