19-р зууны сүүлчээс хойш эрчим хүчний түгээлтийн системүүд (ихэвчлэн сүлжээ гэж нэрлэдэг) дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний үндсэн эх үүсвэр байсаар ирсэн.Эдгээр сүлжээг бий болгосноор тэд маш энгийнээр ажилладаг - цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэж, гэр орон, барилга байгууламж, цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээ байгаа газар руу илгээдэг.
Гэвч цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр илүү үр ашигтай сүлжээ хэрэгтэй байна.Дэлхий даяар хэрэглэгдэж байгаа орчин үеийн "ухаалаг сүлжээ" цахилгаан түгээх системүүд нь үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд хамгийн сүүлийн үеийн технологид тулгуурладаг.Энэхүү нийтлэлд ухаалаг сүлжээний тодорхойлолт, түүнийг ухаалаг болгодог гол технологиудыг судалсан болно.
Гэж юу вэухаалаг сүлжээний технологи?
Ухаалаг сүлжээ нь нийтийн аж ахуйн үйлчилгээ үзүүлэгч болон хэрэглэгчдийн хооронд хоёр талын харилцаа холбоог хангадаг цахилгаан түгээх дэд бүтэц юм.Ухаалаг сүлжээний технологийг идэвхжүүлдэг дижитал технологид цахилгаан/гүйдлийн мэдрэгч, хяналтын төхөөрөмж, дата төв, ухаалаг тоолуур орно.
Зарим ухаалаг сүлжээ нь бусдаасаа илүү ухаалаг байдаг.Олон улс орон хуучирсан түгээлтийн сүлжээг ухаалаг сүлжээ болгон хувиргахад ихээхэн хүчин чармайлт гаргаж байгаа боловч өөрчлөлт нь нарийн төвөгтэй бөгөөд олон жил, бүр хэдэн арван жил шаардагдах болно.
Ухаалаг сүлжээний технологи, ухаалаг сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жишээ
Ухаалаг тоолуур – Ухаалаг тоолуур нь ухаалаг сүлжээг бий болгох эхний алхам юм.Ухаалаг тоолуур нь хэрэглэгчид болон нийтийн аж ахуйн үйлдвэрлэгчдэд хэрэглээний цэгийн эрчим хүчний хэрэглээний мэдээллийг өгдөг.Эдгээр нь эрчим хүчний зарцуулалт, зардлын мэдээллээр хэрэглэгчдэд эрчим хүчний хаягдлыг бууруулах талаар сэрэмжлүүлж, сүлжээгээр түгээх ачааллыг оновчтой болгоход тусалдаг.Ухаалаг тоолуур нь ерөнхийдөө эрчим хүчний хэрэглээг хэмжих эрчим хүчний систем, ухаалаг тоолуурын доторх технологийг удирдах микроконтроллер, эрчим хүчний зарцуулалт/командын өгөгдөл дамжуулах, хүлээн авах холбооны систем гэсэн гурван үндсэн дэд системээс бүрддэг.Нэмж дурдахад зарим ухаалаг тоолуур нь аюулгүй байдлын үүднээс тоолуурын байршлыг тогтоох нөөц эрчим хүч (үндсэн түгээх шугам тасарсан үед) болон GSM модулиудтай байж болно.
Ухаалаг тоолуурын дэлхийн хөрөнгө оруулалт сүүлийн арван жилд хоёр дахин нэмэгджээ.2014 онд дэлхийн ухаалаг тоолуурын жилийн хөрөнгө оруулалт 11 сая доллар байсан.Статистагийн мэдээлснээр, ухаалаг тоолуурыг хэрэгжүүлснээр системийн үр ашгийн өсөлтийг харгалзан 2019 он гэхэд дэлхийн ухаалаг тоолуурын хөрөнгө оруулалт 21 сая долларт хүрнэ.
Ухаалаг ачааллын хяналтын унтраалга ба түгээлтийн самбар - Ухаалаг тоолуур нь нийтийн үйлчилгээ үзүүлэгчдийг бодит цагийн мэдээллээр хангах боломжтой боловч эрчим хүчний хуваарилалтыг автоматаар хянадаггүй.Ашиглалтын оргил үед эсвэл тодорхой газар нутагт эрчим хүчний хуваарилалтыг оновчтой болгохын тулд цахилгаан хэрэгслүүд ухаалаг ачааллын хяналтын унтраалга, унтраалга зэрэг цахилгаан удирдлагын төхөөрөмжийг ашигладаг.Энэхүү технологи нь шаардлагагүй хуваарилалтыг багасгах эсвэл ашиглалтын зөвшөөрөгдөх хугацаанаас хэтэрсэн ачааллыг автоматаар удирдах замаар эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэдэг.Ашиглалтын оргил үед эсвэл тодорхой газар нутагт эрчим хүчний хуваарилалтыг оновчтой болгохын тулд цахилгаан хэрэгслүүд ухаалаг ачааллын хяналтын унтраалга, унтраалга зэрэг цахилгаан удирдлагын төхөөрөмжийг ашигладаг.Энэхүү технологи нь шаардлагагүй хуваарилалтыг багасгах эсвэл ашиглалтын зөвшөөрөгдөх хугацаанаас хэтэрсэн ачааллыг автоматаар удирдах замаар эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэдэг.
Жишээлбэл, Охайо мужийн Уодсворт хот 1916 онд баригдсан цахилгаан түгээлтийн системийг ашигладаг. Вадсворт хот нь үйлдвэрлэгч Itron компанитай хамтран ажилладаг.Ухаалаг ачааллын хяналтын унтраалга(SLCS), цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээний оргил үед агааржуулалтын компрессорыг эргүүлэх зорилгоор гэрт нь SLCS суурилуулах замаар системийн цахилгааны хэрэглээг 5,300 мегаватт цагаар бууруулах.Эрчим хүчний системийн автоматжуулалт – Эрчим хүчний системийн автоматжуулалт нь түгээлтийн гинжин хэлхээний холбоос бүрийг хянахын тулд хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийн технологийн дэд бүтцийг ашиглан ухаалаг сүлжээний технологиор идэвхждэг.Жишээлбэл, автоматжуулсан эрчим хүчний системүүд нь ухаалаг мэдээлэл цуглуулах систем (ухаалаг тоолууртай төстэй), эрчим хүчний хяналтын систем (ухаалаг ачааллын хяналтын унтраалга гэх мэт), аналитик хэрэгсэл, тооцоолох систем, эрчим хүчний системийн алгоритмуудыг ашигладаг.Эдгээр гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хослол нь сүлжээг (эсвэл олон сүлжээг) автоматаар тохируулах, оновчтой болгох боломжийг олгодог.
Ухаалаг сүлжээний хэрэгжилт
Ухаалаг сүлжээнд дижитал, хоёр талын харилцаа холбоо, автоматжуулалтын технологи хэрэгжсэнээр дэд бүтцийн хэд хэдэн өөрчлөлт нь сүлжээний үр ашгийг нэмэгдүүлэх болно.Ухаалаг сүлжээг хэрэгжүүлснээр дараах дэд бүтцийн өөрчлөлтүүдийг хийх боломжтой болсон:
1.Төвлөрсөн бус эрчим хүчний үйлдвэрлэл
Ухаалаг сүлжээ нь эрчим хүчний хуваарилалтыг тасралтгүй хянаж, хянах боломжтой учраас цахилгаан үйлдвэрлэх ганц том цахилгаан станц байх шаардлагагүй болсон.Үүний оронд салхин турбин, нарны цахилгаан станц, орон сууцны фотоволтайк нарны хавтан, жижиг усан цахилгаан далан гэх мэт олон төвлөрсөн бус цахилгаан станцууд цахилгаан эрчим хүчийг үйлдвэрлэх боломжтой.
2.Хэсэгчилсэн зах зээл
Ухаалаг сүлжээний дэд бүтэц нь уламжлалт төвлөрсөн системүүдээр эрчим хүчийг ухаалгаар хуваалцах хэрэгсэл болгон олон сүлжээний холболтыг дэмждэг.Тухайлбал, өмнө нь хотын захиргаа хөрш зэргэлдээх хотын захиргаатай холбоогүй тусдаа үйлдвэрлэлийн байгууламжтай байсан.Ухаалаг сүлжээний дэд бүтцийг хэрэгжүүлснээр хотын захиргаа цахилгаан тасарсан үед үйлдвэрлэлийн хараат байдлыг арилгах хамтын үйлдвэрлэлийн төлөвлөгөөнд хувь нэмрээ оруулах боломжтой.
3.Жижиг хэмжээний дамжуулалт
Сүлжээнд хамгийн том эрчим хүчний хаягдлын нэг бол эрчим хүчийг хол зайд хуваарилах явдал юм.Ухаалаг сүлжээ нь үйлдвэрлэл, зах зээлийн төвлөрлийг сааруулж байгааг харгалзан ухаалаг сүлжээ доторх цэвэр түгээлтийн зай мэдэгдэхүйц багасч, түгээлтийн хаягдал багасдаг.Жишээлбэл, 1 км-ийн зайд оршин суугчдын өдрийн цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээг 100% хангадаг жижиг орон нутгийн нарны фермийг төсөөлөөд үз дээ.Орон нутгийн нарны ферм байхгүй бол ард иргэд 100 километрийн зайд орших том цахилгаан станцаас эрчим хүч авах шаардлагатай болж магадгүй юм.Алслагдсан цахилгаан станцаас дамжуулах үед ажиглагдсан эрчим хүчний алдагдал нь орон нутгийн нарны фермүүдээс ажиглагдсан дамжуулалтын алдагдлаас зуу дахин их байж болно.
4.Хоёр талын хуваарилалт
Орон нутгийн нарны фермийн хувьд нарны ферм нь иргэдийн хэрэглэж байгаагаас илүү эрчим хүч гаргаж, улмаар эрчим хүчний илүүдэл үүсгэх нөхцөл байдал үүсч магадгүй юм.Энэ илүүдэл энергийг ухаалаг сүлжээнд хуваарилж, алс холын цахилгаан станцуудын эрэлтийг бууруулахад тусална.
Энэ тохиолдолд нарны фермээс өдрийн цагаар нийтийн бус үндсэн сүлжээ рүү эрчим хүч урсдаг бол нарны ферм идэвхгүй үед эрчим хүч үндсэн сүлжээнээс тухайн нийгэмлэг рүү урсдаг.Энэхүү хоёр чиглэлтэй эрчим хүчний урсгалыг эрчим хүчний хуваарилалтын алгоритмаар хянаж, оновчтой болгож, ашиглалтын явцад аль ч үед хамгийн бага эрчим хүчийг дэмий үрэх боломжийг олгодог.
Хоёр чиглэлтэй түгээлт, төвлөрсөн бус сүлжээний хил хязгаар бүхий ухаалаг сүлжээний дэд бүтцэд хэрэглэгчид бичил генераторын үүрэг гүйцэтгэх боломжтой.Жишээлбэл, хувийн байшингууд нь ашиглалтын үед цахилгаан үүсгэдэг бие даасан фотоволтайк нарны системээр тоноглогдсон байж болно.Хэрэв орон сууцны PV систем нь илүүдэл эрчим хүч үүсгэдэг бол энэ эрчим хүчийг илүү том сүлжээнд хүргэж, улмаар томоохон төвлөрсөн цахилгаан станцуудын хэрэгцээг бууруулна.
Ухаалаг сүлжээний ач холбогдол
Макро эдийн засгийн түвшинд ухаалаг сүлжээ нь цахилгааны хэрэглээг бууруулахад чухал үүрэгтэй.Ухаалаг сүлжээг нэвтрүүлэх нь санхүүгийн болон байгаль орчинд ашигтай байдаг тул орон нутгийн олон нийтийн үйлчилгээ үзүүлэгч болон засгийн газрууд өгөөмөр, түрэмгий арга хэмжээг санал болгодог.Ухаалаг сүлжээг нэвтрүүлснээр эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг төвлөрлийг сааруулж, цахилгаан тасрах эрсдэлийг арилгаж, эрчим хүчний системийн ашиглалтын зардлыг бууруулж, шаардлагагүй эрчим хүчний хог хаягдлыг арилгах боломжтой.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 3-р сарын 15