19મી સદીના અંતથી, પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ્સ (ઘણી વખત ગ્રીડ તરીકે ઓળખાય છે) એ વિશ્વનો વીજળીનો મુખ્ય સ્ત્રોત છે.જ્યારે આ ગ્રીડ બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે તે એકદમ સરળ રીતે કામ કરે છે - વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે અને તેને ઘરો, ઇમારતો અને જ્યાં પણ વીજળીની જરૂર હોય ત્યાં મોકલે છે.
પરંતુ જેમ જેમ વીજળીની માંગ વધે છે તેમ વધુ કાર્યક્ષમ ગ્રીડની જરૂર છે.આધુનિક "સ્માર્ટ ગ્રીડ" પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ્સ હવે વિશ્વભરમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે તે કાર્યક્ષમતાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે અદ્યતન તકનીક પર આધાર રાખે છે.આ પેપર સ્માર્ટ ગ્રીડની વ્યાખ્યા અને તેને સ્માર્ટ બનાવતી મુખ્ય તકનીકોની શોધ કરે છે.
શું છેસ્માર્ટ ગ્રીડ ટેકનોલોજી?
સ્માર્ટ ગ્રીડ એ પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર છે જે યુટિલિટી પ્રદાતાઓ અને ગ્રાહકો વચ્ચે દ્વિ-માર્ગી સંચાર પ્રદાન કરે છે.ડિજિટલ ટેક્નોલોજી કે જે સ્માર્ટ ગ્રીડ ટેક્નોલોજીને સક્ષમ કરે છે તેમાં પાવર/વર્તમાન સેન્સર, કંટ્રોલ ડિવાઇસ, ડેટા સેન્ટર અને સ્માર્ટ મીટરનો સમાવેશ થાય છે.
કેટલાક સ્માર્ટ ગ્રીડ અન્ય કરતા વધુ સ્માર્ટ હોય છે.ઘણા દેશોએ અપ્રચલિત વિતરણ ગ્રીડને સ્માર્ટ ગ્રીડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ઘણા પ્રયત્નો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે, પરંતુ પરિવર્તન જટિલ છે અને તેમાં વર્ષો કે દાયકાઓ પણ લાગશે.
સ્માર્ટ ગ્રીડ ટેકનોલોજી અને સ્માર્ટ ગ્રીડ ઘટકોના ઉદાહરણો
સ્માર્ટ મીટર - સ્માર્ટ મીટર એ સ્માર્ટ ગ્રીડ બનાવવાનું પ્રથમ પગલું છે.સ્માર્ટ મીટર ગ્રાહકો અને ઉપયોગિતા ઉત્પાદકોને પોઈન્ટ-ઓફ-ઉપયોગ ઊર્જા વપરાશ ડેટા પ્રદાન કરે છે.તેઓ ઉર્જાનો કચરો ઘટાડવા અને પ્રદાતાઓને સમગ્ર ગ્રીડમાં વિતરણ લોડને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરવા માટે વપરાશકર્તાઓને ચેતવણી આપવા માટે ઊર્જા વપરાશ અને ખર્ચની માહિતી પ્રદાન કરે છે.સ્માર્ટ મીટરમાં સામાન્ય રીતે ત્રણ મુખ્ય સબસિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે: પાવર વપરાશ માપવા માટે પાવર સિસ્ટમ, સ્માર્ટ મીટરની અંદરની ટેક્નોલોજીનું સંચાલન કરવા માટે માઇક્રોકન્ટ્રોલર અને ઊર્જા વપરાશ/કમાન્ડ ડેટા મોકલવા અને પ્રાપ્ત કરવા માટે સંચાર સિસ્ટમ.વધુમાં, કેટલાક સ્માર્ટ મીટરમાં બેકઅપ પાવર હોઈ શકે છે (જ્યારે મુખ્ય વિતરણ લાઇન ડાઉન હોય છે) અને GSM મોડ્યુલ સુરક્ષા હેતુઓ માટે મીટરના સ્થાનને નિર્દેશિત કરે છે.
છેલ્લા દાયકામાં સ્માર્ટ મીટરમાં વૈશ્વિક રોકાણ બમણું થયું છે.2014 માં, સ્માર્ટ મીટરમાં વૈશ્વિક વાર્ષિક રોકાણ $11 મિલિયન હતું.સ્ટેટિસ્ટાના અનુસાર, સ્માર્ટ મીટરના અમલીકરણથી સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્તિને ધ્યાનમાં લેતા વૈશ્વિક સ્માર્ટ મીટર રોકાણો 2019 સુધીમાં $21 મિલિયન સુધી પહોંચી જશે.
સ્માર્ટ લોડ કંટ્રોલ સ્વિચ અને ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સ્વીચબોર્ડ્સ - જ્યારે સ્માર્ટ મીટર ઉપયોગિતા પ્રદાતાઓને રીઅલ-ટાઇમ ડેટા પ્રદાન કરી શકે છે, તેઓ ઊર્જાના વિતરણને આપમેળે નિયંત્રિત કરતા નથી.પીક વપરાશના સમયગાળા દરમિયાન અથવા ચોક્કસ વિસ્તારોમાં પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક યુટિલિટી પાવર મેનેજમેન્ટ ડિવાઇસનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે ઇન્ટેલિજન્ટ લોડ કંટ્રોલ સ્વીચો અને સ્વીચબોર્ડ્સ.આ ટેક્નોલોજી બિનજરૂરી વિતરણને ઘટાડીને અથવા તેમની માન્ય વપરાશ સમય મર્યાદાને ઓળંગી ગયેલા લોડને આપમેળે સંચાલિત કરીને નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઊર્જા બચાવે છે.પીક વપરાશના સમયગાળા દરમિયાન અથવા ચોક્કસ વિસ્તારોમાં પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રિક યુટિલિટી પાવર મેનેજમેન્ટ ડિવાઇસનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે ઇન્ટેલિજન્ટ લોડ કંટ્રોલ સ્વીચો અને સ્વીચબોર્ડ્સ.આ ટેક્નોલોજી બિનજરૂરી વિતરણને ઘટાડીને અથવા તેમની માન્ય વપરાશ સમય મર્યાદાને ઓળંગી ગયેલા લોડને આપમેળે સંચાલિત કરીને નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ઊર્જા બચાવે છે.
ઉદાહરણ તરીકે, વેડ્સવર્થ, ઓહિયો શહેર, 1916 માં બનેલ વિદ્યુત વિતરણ પ્રણાલીનો ઉપયોગ કરે છે. વેડ્સવર્થ સિટીએ ઇટ્રોન સાથે ભાગીદારી કરી છે, જે તેના ઉત્પાદક છે.સ્માર્ટ લોડ નિયંત્રણ સ્વીચો(SLCS), પીક વીજળી વપરાશ સમયગાળા દરમિયાન એર કન્ડીશનીંગ કોમ્પ્રેસરને સાયકલ કરવા માટે ઘરોમાં SLCS ઇન્સ્ટોલ કરીને સિસ્ટમ વીજળીના વપરાશને 5,300 મેગાવોટ કલાકો સુધી ઘટાડવા માટે.પાવર સિસ્ટમ ઓટોમેશન - પાવર સિસ્ટમ ઓટોમેશન સ્માર્ટ ગ્રીડ ટેક્નોલોજી દ્વારા સક્ષમ છે, વિતરણ શૃંખલામાં દરેક લિંકને નિયંત્રિત કરવા માટે અત્યાધુનિક IT ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરીને.ઉદાહરણ તરીકે, સ્વયંસંચાલિત પાવર સિસ્ટમ્સ ઇન્ટેલિજન્ટ ડેટા કલેક્શન સિસ્ટમ્સ (સ્માર્ટ મીટરની જેમ), પાવર કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સ (જેમ કે સ્માર્ટ લોડ કંટ્રોલ સ્વીચો), વિશ્લેષણાત્મક સાધનો, કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સ અને પાવર સિસ્ટમ અલ્ગોરિધમ્સનો ઉપયોગ કરે છે.આ મુખ્ય ઘટકોનું સંયોજન ગ્રીડ (અથવા બહુવિધ ગ્રીડ) ને જરૂરી મર્યાદિત માનવ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સાથે સ્વયંને આપમેળે ગોઠવવા અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
સ્માર્ટ ગ્રીડ અમલીકરણ
જ્યારે સ્માર્ટ ગ્રીડમાં ડિજિટલ, દ્વિ-માર્ગી સંચાર અને ઓટોમેશન ટેક્નોલોજીનો અમલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સંખ્યાબંધ માળખાકીય ફેરફારો ગ્રીડની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરશે.સ્માર્ટ ગ્રીડના અમલીકરણથી નીચેના ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર ફેરફારો સક્ષમ થયા છે:
1.વિકેન્દ્રિત ઊર્જા ઉત્પાદન
કારણ કે સ્માર્ટ ગ્રીડ સતત ઉર્જા વિતરણ પર દેખરેખ રાખી શકે છે અને તેને નિયંત્રિત કરી શકે છે, હવે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે એક મોટા પાવર પ્લાન્ટની જરૂર નથી.તેના બદલે, વિન્ડ ટર્બાઇન, સોલાર ફાર્મ, રેસિડેન્શિયલ ફોટોવોલ્ટેઇક સોલાર પેનલ્સ, નાના હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક ડેમ વગેરે જેવા વિકેન્દ્રિત પાવર સ્ટેશનો દ્વારા વીજળીનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.
2.ખંડિત બજાર
સ્માર્ટ ગ્રીડ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર પરંપરાગત કેન્દ્રિય સિસ્ટમોમાં બુદ્ધિપૂર્વક ઊર્જા વહેંચવાના સાધન તરીકે બહુવિધ ગ્રીડના જોડાણને પણ સમર્થન આપે છે.ઉદાહરણ તરીકે, ભૂતકાળમાં, નગરપાલિકાઓમાં અલગ ઉત્પાદન સુવિધાઓ હતી જે પડોશી નગરપાલિકાઓ સાથે જોડાયેલી ન હતી.સ્માર્ટ ગ્રીડ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરના અમલીકરણ સાથે, નગરપાલિકાઓ પાવર આઉટેજની સ્થિતિમાં ઉત્પાદન નિર્ભરતાને દૂર કરવા માટે વહેંચાયેલ ઉત્પાદન યોજનામાં યોગદાન આપી શકે છે.
3.નાના પાયે ટ્રાન્સમિશન
ગ્રીડમાં ઉર્જાનો સૌથી મોટો કચરો એ લાંબા અંતર પર ઊર્જાનું વિતરણ છે.સ્માર્ટ ગ્રીડ ઉત્પાદન અને બજારોનું વિકેન્દ્રીકરણ કરે છે તે ધ્યાનમાં લેતા, સ્માર્ટ ગ્રીડની અંદર ચોખ્ખું વિતરણ અંતર નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, આમ વિતરણ કચરો ઘટાડે છે.ઉદાહરણ તરીકે, એક નાનકડા સામુદાયિક સૌર ફાર્મની કલ્પના કરો જે સમુદાયની દિવસની વીજળીની જરૂરિયાતના 100% ઉત્પાદન કરે છે, માત્ર 1 કિમી દૂર.સ્થાનિક સોલાર ફાર્મ વિના, સમુદાયને 100 કિલોમીટર દૂરના મોટા પાવર પ્લાન્ટમાંથી પાવર મેળવવાની જરૂર પડી શકે છે.દૂરના પાવર પ્લાન્ટ્સમાંથી ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન જોવા મળેલી ઉર્જાનું નુકસાન સ્થાનિક સોલાર ફાર્મમાંથી જોવા મળેલા ટ્રાન્સમિશન નુકસાન કરતાં સો ગણું વધારે હોઈ શકે છે.
4.દ્વિ-માર્ગી વિતરણ
સ્થાનિક સોલાર ફાર્મના કિસ્સામાં, એવી સ્થિતિ હોઈ શકે છે કે સોલાર ફાર્મ સમુદાયના વપરાશ કરતાં વધુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરી શકે છે, આમ ઊર્જા સરપ્લસનું સર્જન થાય છે.આ વધારાની ઉર્જા પછી સ્માર્ટ ગ્રીડમાં વિતરિત કરી શકાય છે, જે દૂરના પાવર પ્લાન્ટ્સની માંગ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
આ કિસ્સામાં, દિવસના સમયે સૌર ફાર્મમાંથી ઊર્જા મુખ્ય બિન-સમુદાયિક ગ્રીડમાં વહે છે, પરંતુ જ્યારે સૌર ફાર્મ નિષ્ક્રિય હોય છે, ત્યારે ઊર્જા મુખ્ય ગ્રીડમાંથી તે સમુદાયમાં વહે છે.આ દ્વિ-દિશાયુક્ત ઉર્જા પ્રવાહને પાવર ડિસ્ટ્રિબ્યુશન એલ્ગોરિધમ્સ દ્વારા મોનિટર કરી શકાય છે અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે ઉપયોગ દરમિયાન કોઈપણ સમયે ઓછામાં ઓછી ઊર્જાનો વ્યય થાય છે.
દ્વિ-દિશીય વિતરણ અને વિકેન્દ્રિત ગ્રીડ સીમાઓ સાથેના સ્માર્ટ ગ્રીડ ઈન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચરમાં, વપરાશકર્તાઓ માઇક્રો-જનરેટર તરીકે કાર્ય કરવા સક્ષમ છે.ઉદાહરણ તરીકે, વ્યક્તિગત ઘરો સ્ટેન્ડ-અલોન ફોટોવોલ્ટેઇક સોલર સિસ્ટમથી સજ્જ થઈ શકે છે જે ઉપયોગમાં હોય ત્યારે વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે.જો રેસિડેન્શિયલ પીવી સિસ્ટમ વધારાની ઉર્જા ઉત્પન્ન કરે છે, તો આ ઉર્જા મોટા ગ્રીડ સુધી પહોંચાડી શકાય છે, જે મોટા કેન્દ્રિય પાવર પ્લાન્ટ્સની જરૂરિયાતને વધુ ઘટાડી શકે છે.
સ્માર્ટ ગ્રીડનું મહત્વ
મેક્રો ઇકોનોમિક સ્તરે, સ્માર્ટ ગ્રીડ વીજળીનો વપરાશ ઘટાડવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.ઘણા સ્થાનિક ઉપયોગિતા પ્રદાતાઓ અને સરકારો સ્માર્ટ ગ્રીડને અપનાવવામાં ભાગ લેવા માટે ઉદાર અને આક્રમક પગલાં ઓફર કરે છે કારણ કે તે નાણાકીય અને પર્યાવરણીય રીતે ફાયદાકારક છે.સ્માર્ટ ગ્રીડ અપનાવીને, ઉર્જા ઉત્પાદનને વિકેન્દ્રિત કરી શકાય છે, આમ બ્લેકઆઉટના જોખમને દૂર કરી શકાય છે, પાવર સિસ્ટમના સંચાલન ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે અને બિનજરૂરી ઉર્જાનો કચરો દૂર થાય છે.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-15-2023