ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகளின் முக்கிய நன்மைகள் என்ன?

தன்னியக்க சரிசெய்யும் திறனுடன் மேம்படுத்தப்பட்ட கிரிட் நம்பகத்தன்மை

கட்டமைப்பு தோல்வி அபாயம் – காரணம் என்ன?

முழு நாடு முழுவதும் ஆற்றலை கடத்தும் பழைமையான உயர் மின்னழுத்த மின்சார உள்கட்டமைப்பு, பல மடங்கு அதிகரித்த தோல்வி விகிதங்களைச் சந்திக்கிறது. ஐக்கிய அமெரிக்காவின் 70%க்கும் மேற்பட்ட மின்கடத்தும் கம்பிகள் 25 ஆண்டுகளுக்கு மேற்பட்டவை. 2000 ஆம் ஆண்டு முதல் வானிலை தொடர்பான மின்வெட்டுகள் 200% அதிகரித்துள்ளன (DOE வலையமைப்பு நவீனமயமாக்கல் அறிக்கை, 2023). உச்ச தேவை நேரங்களில் மாற்றிகள், கம்பிகள் மற்றும் சுஇட்ச்கியர் போன்ற பழுதடைந்த உள்கட்டமைப்புகள் தோல்விகளை ஒன்றன்பின் ஒன்றாக ஏற்படுத்தலாம். இது மின் பயன்பாட்டு நிறுவனங்களுக்கு ஒவ்வொரு மின்வெட்டு மணிநேரத்திற்கும் சராசரியாக $740,000 செலவாகிறது (பொனெமான் நிறுவனம், 2023). இந்த அதிகரித்து வரும் அபாயம், மின் வலையமைப்பு நவீனமயமாக்கலின் தேவையை வலியுறுத்துகிறது.

ஸ்மார்ட் மின்சார வலையமைப்புகளில் தானியங்கி குறைபாடு கண்டறிதல் மற்றும் பிரித்தல்

தவறுகளை செயலில் ஸ்கேன் செய்ய IoT மற்றும் AI தொழில்நுட்பங்கள் ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஏதேனும் மாறுபாடு ஏற்பட்டால், மின்காப்பிடப்பட்ட ஸ்விட்ச்கள் தாமாகவே பாதிக்கப்பட்ட மின் விநியோக பகுதியை துண்டித்துவிடும். இதன் விளைவாக, மின்சாரம் மாற்று பாதைகள் வழியாக மீண்டும் திசைதிருப்பப்படலாம், மேலும் இது முழுமையாக தன்னியக்க முறையில் செய்யப்படும். இந்த சுய-சிகிச்சை (Self-Healing) அம்சம், கையால் சரிசெய்தல் மற்றும் கண்டறிதலை சார்ந்த பாரம்பரிய அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, சரிசெய்தல் மற்றும் மின்வெட்டு கால அளவுகளை 90% வரை மேம்படுத்துகிறது.

பதிலளிப்பு அளவீடு பாரம்பரிய மின் விநியோக வலையமைப்பு ஸ்மார்ட் மின் விநியோக வலையமைப்பு
தவறு கண்டறிதல் நேரம் 30+ நிமிடங்கள் 1 வினாடிக்கு குறைவு
துண்டிப்பு வேகம் கையால்: மணி நேரங்கள் 2–5 வினாடிகள்
பாதிக்கப்பட்ட வாடிக்கையாளர்கள் 1,000+ <50

சாட்டானூகாவின் சுய-சிகிச்சை மின் விநியோக வலையமைப்பு சோதனை திட்டத்திலிருந்து பெறப்பட்ட விழிப்புணர்வுகள்

அமெரிக்காவில் முதல் சுய-சிகிச்சை மின் விநியோக அமைப்புகளில் ஒன்றான சாட்டானூகா EPB-இன் சுய-சிகிச்சை விநியோக அமைப்பு, நம்பகத்தன்மை எவ்வாறு நேர்மறையாக மாற்றமடைய முடியும் என்பதைக் காட்டியது. அவர்கள் முழு அமைப்பு அளவிலான நிறுவலை முடித்த பின்னர், அந்த மின் விநியோக நிறுவனம் பின்வருவனவற்றை அடைந்தது:
+ மொத்த மின்வெட்டு நிமிடங்களில் 40% குறைவு,
+ ஒவ்வொரு நிகழ்விலும் பாதிக்கப்பட்ட நுகர்வோரின் சராசரி எண்ணிக்கையில் 60% குறைவு,

மின் வலையின் மறு-கட்டமைப்பு சமயத்தில், கடுமையான வானிலை நிலைகளின் இருப்பை உணர்ந்து, உண்மை நேரத்தில் தன்னியக்க மறு-கட்டமைப்பு செயல்பாட்டை மேற்கொள்வது – இது தன்னைத் தானே சரிசெய்துகொள்ளும் (self-healing) கட்டமைப்பை வெளிப்படுத்துவதற்காகவும், பயன்பாட்டு மின் அமைப்பை எளிமையாகவும், காலநிலை மாற்றத்திற்கு எதிராக உறுதியாகவும் வடிவமைப்பதற்காகவும் செய்யப்படுகிறது. இருபது ஆண்டுகளுக்கு முன்பு, மின் வலை 45% அல்லது அதற்குக் குறைவாகவே சுமையிடப்பட்டது – NREL, 2023.

புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களின் தடையில்லா ஒருங்கிணைப்பு

இயங்கு சுமை சமநிலையாக்கத்துடன் தற்காலிக ஆற்றல் வழங்கல் பிரச்சனையை தீர்த்தல்

வானிலை சூரிய மற்றும் காற்று ஆற்றல் உற்பத்தி ஆதாரங்களின் வெளியீட்டை தீர்மானிக்கிறது, அதனால் இவ்வகை ஆதாரங்களிலிருந்து மாறுபடும் உற்பத்தி ஏற்படுகிறது. இந்த மாறுபாட்டைச் சமாளிக்க ஒரு வழி, டைனமிக் லோட் பேலன்ஸிங் (இயக்க சுமை சமன் செய்தல்) அல்லது சென்சார் மற்றும் முன்கூட்டியே கணிக்கும் வழிமுறைகளின் தரவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு மின் வலையில் மின்சாரத்தை உண்மை நேரத்தில் மீண்டும் பகிர்வதை உள்ளடக்கிய ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதாகும். எடுத்துக்காட்டாக, முக்கியமற்ற தொழில்துறை சுமைகளை அதிக உற்பத்தி கிடைக்கும் நேர இடைவெளிகளுக்கு மாற்றலாம்; இதன் மூலம் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் வெட்டு (renewable curtailment) 19% வரை குறைக்கப்படுகிறது (IRENA 2021). இந்த முறை, விலை உயர்ந்த புதிய உள்கட்டமைப்புகளை நிறுவாமலேயே மின் வலையை மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண் ஆகியவற்றில் நிலையாக வைத்திருக்க உதவுகிறது.

பயன்பாட்டாளரிடமிருந்து நுகர்வோருக்கான தகவல் தொடர்பு மற்றும் பரவலாக்கப்பட்ட மின்சார உற்பத்தியின் ஒருங்கிணைப்பு

மரபுவழி மின் வலையமைப்பு, மின்கடத்தி சேமிப்பு, கூரை மீது அமைக்கப்பட்ட சூரிய மின்சார அமைப்புகள் அல்லது சமூக நுண்ணலை வலையமைப்புகள் போன்ற ஆயிரக்கணக்கான வேறுபட்ட மற்றும் மையமில்லாத சொத்துகளை மேலாண்மை செய்வதற்கான தெளிவுத்தன்மையையும் கட்டுப்பாட்டையும் கொண்டிருக்கவில்லை. இருதிசை தகவல் தொடர்பு சேனல்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் புத்திசாலி மின் வலையமைப்புகள் இந்த பிரச்சினையைத் தீர்க்கின்றன, இது மின் வழங்கல் நிறுவனங்களுக்கு பரவலாக்கப்பட்ட சொத்துகளை திட்டவட்டமாகவும், உண்மை நேரத்தில் அருகில் கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வீட்டு சூரிய ஒளிமின்னழுத்த அமைப்புகளிலிருந்து உருவாகும் மிகை மின்சாரம், உச்ச சுமை நேரங்களில் EV பேட்டரிகளை மின்னூட்ட பயன்படுத்தப்படலாம். இந்த அளவு கட்டுப்பாடு, செயலில் இல்லாத நுகர்வோரை செயலில் உள்ள “உற்பத்தி-நுகர்வோர்” (prosumer) ஆக மாற்றுகிறது, இது சுய-அதிகரிப்பு மின்சார அமைப்புகளை அனுமதிக்கிறது மற்றும் ஸ்மார்ட் கிரிட் தொழில்நுட்பங்களின் மொத்த அமலாக்கத்தை 8 முதல் 12% வரை குறைக்கிறது.

உச்ச சுமையினால் அமைப்பின் மீது ஏற்படும் அழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்காக மேம்படுத்தப்பட்ட தேவை பதிலளிப்பு

ஐக்கிய அமெரிக்காவில் உச்ச திறனை மிகையாக உருவாக்குவதற்கான ஆண்டு செலவு $27 பில்லியன்

அடிக்கடி ஏற்படாத, குறுகிய கால அளவிலான உச்ச தேவைகளை (எ.கா. கோடைகால வெப்ப அலைகள்) பூர்த்தி செய்வதற்காக, மின்சார வழங்கல் நிறுவனங்கள் தேவையை விட அதிகமான மின்சார உற்பத்தி மற்றும் மின்சார கடத்தல் திறனை வழங்க வேண்டும். இது ஐக்கிய அமெரிக்காவின் பொருளாதாரத்திற்கு ஆண்டுதோறும் தோராயமாக 27 பில்லியன் டாலர் செலவை ஏற்படுத்துகிறது (ஐக்கிய அமெரிக்கா ஆற்றல் துறை, 2023), இது வாடிக்கையாளர்களின் மின்சார கட்டணங்களை அதிகரிக்கிறது மற்றும் பிற முக்கியமான மற்றும் மிகவும் முறையான முதலீடுகளிலிருந்து நிதியை விலக்கி விடுகிறது. ஸ்மார்ட் கிரிட் தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், புதிய உள்கட்டமைப்புகளை உருவாக்காமலேயே, உச்ச நேரங்களில் தேவையை திறம்பட மேலாண்மை செய்வதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் வீடியோ தேவை பதிலளிப்பு (டைனமிக் டிமாண்ட் ரெஸ்பான்ஸ்) பயன்படுத்தப்படலாம். இதன் விளைவாக, அமைப்பின் செயல்திறன் மேம்படுகிறது மற்றும் இயக்க செலவுகள் குறைகின்றன.

ஆசிரியர்கள், ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன மற்றும் அவை இயக்க செலவுகளில் மிச்சத்தையும் சுற்றுச்சூழல் மேம்பாட்டையும் எவ்வாறு ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை விளக்குகின்றனர்.

ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி, வாடிக்கையாளர்கள் விலைகள், வலையமைப்பின் மீதான சுமை (விநியோகத்தை விட அதிக தேவை), மற்றும் சாதன மட்டத்திலான கட்டளைகள் பற்றிய உண்மை-நேர எச்சரிக்கைகளைப் பெறலாம். இந்த எச்சரிக்கைகள் ஸ்மார்ட் மீட்டர்கள் அல்லது இணைக்கப்பட்ட உபகரணங்கள் மூலம் வழங்கப்படுகின்றன, மேலும் பயனரால் ஒப்புதல் அளிக்கப்பட்ட தானியங்கி சரிசெய்தல்களுக்கு வழிவகுக்கின்றன (எ.கா. வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு அமைப்பின் இலக்கு வெப்பநிலையை மாற்றுதல் அல்லது நீச்சல் குளத்தின் பம்பின் இயக்கத்தை தள்ளிவைத்தல்). சோதனை திட்டங்களில், இது பீக் தேவையில் 15 முதல் 20% வரையிலான குறைப்பை ஏற்படுத்தியது, இது போலியூயல் எரிபொருள் அடிப்படையிலான பீக் திறன் நிலையங்களின் மீது மீதமுள்ள சார்பைக் குறைத்தது. மேலும், சுத்தமான எரிசக்தி விநியோகத்தின் கிடைப்புக்கு ஏற்ப தேவையை மாற்றுவதன் மூலம் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை மேம்படுத்திய ஒருங்கிணைப்பை அனுமதிக்கிறது.

ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகள் சுற்றுச்சூழல் சேமிப்புகளை வழங்கும் கூடுதல் மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது முறையே செயல்பாட்டு சேமிப்புகளுக்கு வழிவகுக்கிறது. தானியங்கி முறை வலையமைப்பைக் கண்காணிப்பதில் குறைவை ஏற்படுத்துகிறது, இது உழைப்பு-குறிப்பிட்ட செயல்பாடாகும் மற்றும் செலவினங்களில் 15 முதல் 30% வரை செலவழிக்கிறது; மேலும் மாற்றிகளின் முன்கூட்டியே தோன்றும் தவறுகளை (முன்கூட்டியே பராமரிப்பு) தடுக்கிறது, இது மின்சார தடையை ஏற்படுத்துகிறது, சொத்தின் ஆயுளை நீட்டிக்கிறது மற்றும் அவசர சீரமைப்பு செலவுகளைத் தவிர்க்கிறது. இந்த அனைத்து திறன்களும் தேவையான உச்ச திறன் மிகை-கட்டுமானத்தைக் குறைப்பதில் பங்களிக்கின்றன, இதை ஆற்றல் துறை ஆணையம் $27 பில்லியன் ஆண்டுத் தள்ளுபடியாகக் குறிப்பிடுகிறது. மேலும், சுற்றுச்சூழலுக்கு ஏற்றவாறு சுமையைச் சமப்படுத்துவது உச்ச தேவையின் போது அமைப்பில் எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தப்படும் போலியாக்க எரிபொருளின் எரிவதைக் குறைக்கிறது. புத்திசாலித்தனமான ஆற்றல் அமைப்புகள், குறைந்த வரிசை இழப்புகள் மற்றும் கிடைக்கும் போது புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஆற்றல் சேமிப்பை வழங்குவதோடு, வலையமைப்பின் CO2 வெளியேற்றத்தை 8 முதல் 12% வரை குறைக்க முடியும். ஸ்மார்ட் மின்சார அமைப்புகள் நிலையான மேம்பாட்டை நோக்கிச் செல்லும் நகரங்களுக்கு பொருளாதார மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அவசியமாகும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

சுய-சிகிச்சை வலையமைப்பு என்றால் என்ன?

தானியங்கி தனிமைப்படுத்தல் மற்றும் குறைபாடு சரிசெய்தல் – சுய-சிகிச்சை வலையமைப்புகள், மின்சாரத்தை மறுவழித்தல் மற்றும் குறைபாடுகளைக் கண்டறிதலுக்காக செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) மற்றும் இணையம் வழியான விஷயங்கள் (IoT) சென்சார்களின் கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. சுய-சிகிச்சை வலையமைப்புகள் பாரம்பரிய மின்சார வலையமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது மின்வெட்டுகளை மிகவும் குறைக்கின்றன.

ஸ்மார்ட் வலையமைப்பு தொழில்நுட்பம் நம்பகத்தன்மையை எவ்வாறு மேம்படுத்துகிறது?

ஸ்மார்ட் வலையமைப்பு தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் உண்மை நேர கண்காணிப்பு மற்றும் குறைபாடு மேலாண்மை ஆகியவற்றின் மூலம் நம்பகத்தன்மை மேம்படுகிறது. தானியங்கி தொழில்நுட்பம் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் மின்வெட்டுகளின் கால அளவைக் குறைக்கிறது. மேம்பட்ட நம்பகத்தன்மை பரவலாக்கப்பட்ட ஆற்றல் வளங்களின் திறனையும், இயங்கும் சுமை சமநிலையையும் வலையமைப்பின் மையத்தில் ஒருங்கிணைப்பதையும் அதிகரிக்கிறது.

ஸ்மார்ட் வலையமைப்புகளுடன் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை ஒருங்கிணைப்பதன் நன்மைகள் யாவை?

வைனமிக் சுமை சமநிலைப்படுத்தல், ஸ்மார்ட் கிரிட் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஆகியவற்றுடன் இணைக்கப்பட்டு, மின்சக்தி வீணாகும் அளவைக் குறைத்து, வளங்களின் பயன்பாட்டை மிகச் சிறப்பாக மேம்படுத்துகிறது. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மற்றும் ஸ்மார்ட் கிரிட் ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பு நேர்மறையானது, ஏனெனில் இது மின்சக்தி உற்பத்தியின் மாறுபாடுகளைக் குறைக்கிறது மற்றும் மின்சக்தி பரிமாற்றத்தில் குறைந்த இழப்புகளுடன் ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை திறம்பட மேலாண்மை செய்கிறது.

வைனமிக் தேவை பதிலளிப்பு என்றால் என்ன?

வைனமிக் தேவை பதிலளிப்பு என்பது, கிரிட்டிலிருந்து வரும் மெய்நேர சிக்னல்களுக்கு ஏற்ப மின்சக்தி தேவையைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும். உச்ச சுமை நேரங்களில் வைனமிக் பதிலளிப்பு மூலம் தேவையை மேலாண்மை செய்வது அமைப்பின் நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கிறது மற்றும் சுமையை ஏற்றும் வகையில் கூடுதல் கட்டுமானங்களை அமைக்க அவசியமில்லாமல் செய்கிறது.