Back

የስማርት የኤሌክትሪክ ኃይል ማሰራጫ ምንነትና ቴክኖሎጂያዊ ግብዓቶቹ

ስማርት የኤሌክትሪክ ማሰራጫ (Smart Grid) ኃይል ከመመረቻው ቦታ አንስቶ በማስተላለፍ እና ተጠቃሚዎችለመሆኑ  ጋር እስኪደርሰ ያለውን ሂደት ኮምፒውተራይዝድ በሆነ መልኩ ፍላጎት እና አቅምን ለማመጣጠን የሚሰራ የኤሌክትሪክ ማሰተላለፊያ መረብ ነው፡፡ ይህም ሲባል ባህላዊውን የአንድ አቅጣጫ ስርአትን በተቃረነ መልኩ ኃይል፣ መረጃ እና ቁጥጥር ተጠቃሚም ሆነ አምራች እንዲቀበል እና እንዲልክ የሚያደርግ የሁለት አቅጣጫ (Bi-directional) ስርዓትን ነው፡፡ በዚህ መንገድ ተጠቃሚዎች የኃይል አጠቃቀማቸውን እንዲቆጣጠሩ ከማስቻሉም በላይ ወጪያቸውን እና የአካባቢ ብክለትን ይቀንሳል፤ ስርአቱ አስተማማኝ እና የተረጋጋ እንዲሆን ያደርጋል፡፡ በሌላ መልኩ ተጠቃሚዎች ይህን የሁለት አቅጣጫ ስርዓት በመጠቀም ራሳቸው  ከታዳሽም ሆነ ከሌሎች ምንጮች የኤሌክትሪክ ኃይልን አመንጭተው ወይም ታሪፉ ዝቅተኛ በሆነበት ሰዓት በባትሪዎች አማካኝነት አጠራቅመው ወደ ስርዓቱ በመሸጥ ተጨማሪ ገቢ ሊየገኙበት ይችላሉ፡፡ ከነዚህ በተጨማሪ ስርአቱ ተከታዮቹን ጥቅሞችንም ያካትታል፡-

  • የተለያዩ የኃይል ማመንጫዎችን በተሻለ መልኩ እንዲተሳሰሩ እና ኃይል እንዲያመነጩ ያደርጋል
  • ተጠቃሚዎች ስርዓቱ የተሻለ እንዲሆን የራሳቸው የሆነ አስተዋጽኦን እንዲያበረክቱ ያስችላል
  • ተጠቃሚዎች ለአቅርቦት እንዲሁም ለምርጫቸው ይረዳቸው ዘንድ መጠነ ሰፊ የሆኑ መረጃ እና አማራጮችን ይለግሳቸዋል
  • በኃይል አቅርቦት ላይ የሚስተዋለውን ተፈጥሮን የመጉዳት ገጽታው እንዲቀንስ ይረዳል፤ ለዚህም ማሳያ የሚሆነው የታዳሽ ኃይል ምንጮች ያለባቸውን የመቆራረጥ ችግር (በውሃ ማነስ፣ ነፋስ መቀነስ፣ ፀሃይ አለመኖር ወዘተ…ችግሮች የተነሳ) በኃይል አቅርቦቱ ላይ ችግር እንዳይፈጠር በማድረግ ተካታችነታቸው እንዲጨምር ማስቻሉ ነው
  • ተመጣጣኝ የሆነ ዋጋን በማጎልበት ተደራሽነትን ይጨምራል
  • ኃይል የማመንጫ፣ ማስተላለፊያ እና መጠቀሚያ ዋጋን ይቀንሳል
  • ተፈጥሮአዊ እና ሰውሰራሽ ጥቃት እና አደጋዎችን እንዲሁም ከአኤሌክትሪክ ማሰራጨት ጋር የተጎዳኙ ሌሎች ጉዳቶችን ይቀንሳል፡፡

በነዚህ ጥቅሞቹ መነሻነት ይህ ቴክኖሎጂ በብዙ ሃገራት እንደ የመጪው ዘመን አማራጭ እየተወሰደ ይገኛል፡፡ ለምሳሌ ቻይና በስማርት ግሪድ ዙሪያ የ12 ዓመታት መሪ እቅድ አዘጋጅታ በብዙ ሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ስማርት ቆጣሪዎችን ጨምሮ ሰፊ የስማርት ኤሌክትሪክ ማሰራጫ መረብ ለመዘርጋት እየሰራች ትገኛለች፡፡

ወደ ቴክኖሎጂያዊ ግብዓቶች ስንገባ አንድን የኤሌክትሪክ ማሰራጫ ስማርት ነው ወይም አይደለም ለማለት በአለም አቀፍ ደረጃ የታወቁ መስፈርቶች ባይኖሩትም ብዙዎችን የሚያግባቡ የቴክኖሎጂ ግብአቶች ግን አካቶ መጥቀስ ይቻላል፤ እነዚህም:-

የተሸሻለ የቆጣሪ ስርአት (Advanced Metering Infrastructure)፡- በዋነኝነት ስማርት ቆጣሪዎችን ሲያጠቃልል፤ በኃይል ጥራት፣ መጠን፣ አጠቃቀም፣ ድግግሞሽ(Frequency) ላይ ተመስርተው መረጃን ይሰበስባሉ፣ ጥልቅ የሆኑ የአጠቃቀም መረጃዎችን በመስጠት ተጠቃሚዎች ኃይል እንዲቆጥቡ ወይም ታሪፉ ዝቅተኛ በሚሆንበት ሰዓት እንዲጠቀሙ ያደርጋል እንዲሁም በከፍተኛ አጠቃቀም ሰዓታት ላይ የሚከሰት መጨናነቅን የሚያስቀረውን ዘዴ (Demand Response) እንዲሰራ ያደርጋሉ፡፡ ይህ ስርዓት ባሁኑ ወቅት በተለይም በበለጸጉት ሃገራት ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ እየዋሉ ይገኛሉ፡፡

የተሻሻለ የታሪፍ አሰራር(Advanced Electricity Pricing)፡- ተጠቃሚዎች የአጠቃላይ ሃይል አጠቃቀሙ በተጨናነቀበት እና ዝቅ ባለበት ሰዓታት ልክ ታሪፉን በማለያየት የማይጨናነቅበትን ሰዓት እንዳይጠቀሙ ያበረታታል፡፡ የተለያዩ ተግባራዊ ማድረጊያ መንገዶች ሲኖሩት ከነዚህም ውስጥ የተወሰኑ ሰዓታትን እንደሚጨናነቁ በቋሚነት በመወሰን (በአብዛኛው ከሰዓት ላይ) በነዚያ ሰዓታት ውስጥ ታሪፉን ከፍ ማድረግ አንዱ ሲሆን ሌላኛው ደግሞ በማንኛውም ሰዓት ሆኖ ስርጭቱ ሲጨናነቅ ወይም ሊጨናነቅ ሲል ሃይል አመንጪዎች ለተጠቃሚው መልዕክት በመላክ እና ታሪፉን በመቀየር የሚተገበር ነው፡፡

የፍላጎት ምልሠት (Demand Responce):- የአጠቃቀም ጫና ወይም የታዳሽ ኃይል ምንጮች የኃይል አቅርቦት መውረድን ተከትሎ የሚከሰተውን ጫና ለመቀነስ የሚተገበር ስልት ሲሆን በዋነኝነት ተጠቃሚዎች የሚገለገሉባቸውን የተወሰኑ ቁሶችን በቀጥታ በመቆጣጠር አሊያም በፍቃደኝነት ኃይል እንዲቆጥቡ በማሳሰብ እና ለበጎ ምልሰታቸው ማበረታቻን በመስጠት (በተለይም ገንዘብ በመክፈል) የሚሰራ ነው፡፡ በዚህ ስልት አማካኝነት አካባቢ በካይ እንዲሁም ውድ የሆኑትን የኃይል ማመንጫ ጣቢያዎች ወደ ተግባር ባለማስገባት የሚያደርሱትን ጉዳት መመጠን ይቻላል፡፡

የስርጭት አውቶሜሽን (Distribution Automation)፡- የተለያዩ ስርጭት ጣቢያዎችን ኮምፒውተራይዝድ በሆነ መልኩ መቆጣጠር ሲሆን በአሁኑ ጊዜ ያለውን ጣቢያዎች በየራሳቸው ቁጥጥር የሚንቀሳቀሱበትን አካሄድ ይቀይራል፡፡ ትግበራ ላይ በሚውልበት ወቅት በየመስመሩ የሚተላለፈውን ሃይል መመጠን፣ ችግሮች ከመፈጠራቸውና ጉዳት ከማድረሳቸው በፊት እንዲፈቱ መረጃ ያቀብላል ሆኖም ችግሮች ካጋጠሙ ራሱ ስርአቱ ወደ ማዕከሉ ማሳወቂያ በመላክ እንዲፈቱ ያደርጋል፡፡ ከዚህም በተጨማሪ የተለያዩ የኃይል ምንጮች ወደ ስርአቱ እንዲጠቃለሉ ያደርጋል፡፡

የታዳሽ ኃይል ምንጮች ትንበያ፡- እንደ ፀሃይ እና ንፋስ ያሉ የኃይል ምንጮችን በስራ ላይ ማቆየት ዋጋቸው እየተወደደ በመሆኑ የፀሃይ እና ንፋስን አመጣጥ አስቀድሞ መተንበይ ወጪን ከመነስ አንፃር የማይተካ ሚና አለው፡፡ ትንበያቸው በሁለት መልኩ ሊካሄድ ይችላል፡- የመጀመሪያው ከአንድ እስከ ሁለት ቀን አስቀድመው የሚተነብዩ ሲሆን ሁለተኛው ደግሞ ከአንድ እስከ ስድስት ሰአት ቀድመው ነው፡፡

ስማርት ኢንቨርተሮች (Smart Inverters)፡- ታዳሽ የኃይል ምንጮች በተለይም ፀሃይ እና ንፋስ በባህርያቸው አንድ የተወሰነ ኃይልን ለረጅም ሰዓት በተመሳሳይ መጠን ለማቅረብ ይቸገራሉ፤ ማሰራጫ ስርአቱንም ጫና ውስጥ ይከቱታል፡፡ የስማርት ኢንቨርተሮች የኃይል ስርጭት ስርዓት ውስጥ መካተት ይህን ችግር በመቅረፍና ተመጣጣኝ የሆነ ኃይል ፍሰት እንዲኖር በማድረግ ታዳሽ የኃይል ምንጮች ይበልጥ ወደ ስርአቱ ተካታች እንዲሆኑ ያደርጋሉ፡፡

የተሰራጩ ኃይል ማጠራቀሚያዎች (Distributed Storage)፡- የኃይል መቆራረጥ ሲኖር (በተለይም ከታዳሽ ኃይል ማመንጫዎች ጋር በተያያዘ) የኃይል ማጠራቀሚያዎችን መጠቀም እጅጉን ጠቃሚ ነው፡፡ በስማርት የኤሌክትሪክ ማሰራጫ ስርዓት ውስጥ ከሌሎች ማጠራቀሚያዎች እና ባትሪዎች በተጨማሪ ትልቅ ትኩረት የተሰጠው የኤሌክትሪክ እና የሀይብሪድ (Hybrid) መኪናዎችን ለዚህ አገልግሎት ማዋል ነው፡፡ የእነዚህ መኪናዎች ባትሪ ባላቸው የተሻለ ኃይልን የማጠራቀም አቅም አማካኝነት ኃይል ከማሰራጫ ሲቋረጥ ብቻ ሳይሆን ኃይል በሚጨናነቅበት ሰዓትም በአማራጭነት በውስጣቸው የቋጠሩትን ኃይል ጥቅም ላይ ያውሉታል፡፡

ማይክሮ ግሪድ እና ቨርቹዋል የኃይል ጣቢያዎች፡- ኃይልን ከተለያዩ የኃይል ማመንጫዎች (ጀነሬተር፣ ባትሪ፣ የፀሃይ ኃይል ማመንጫ...ወዘተ) በማሰባሰብ የሚያቀርቡ ቁስ አካሎች ናቸው፡፡ ይህ ማለት ግን ሙሉ በሙሉ ተመሳሳይ ናቸው ማለት አይደለም፡፡ ማይክሮ ግሪዶች በአንድ የተወሰነ አካባቢ ላይ ከዋናው ማሰራጫ ኃይል ሲቋረጥ፣ አነስተኛ ጥራት ያለው ኃይል ሲተላለፍ ወይም ጭራሹንም ተገናኝተው ሳያውቁ የኃይል ደሴትን በመፍጠር እራሳቸውን ችለው የአከባቢያቸው የኃይል ስርጭት ያሳልጣሉ፡፡ በሌላ መልኩ ቨርቹዋል የኃይል ጣቢያዎች ከዋናው የማሰራጫ ስርአት ተነጥለው መስራት አይችሉም፤ ይልቁንም በዋናው የማሰረጫ ስርዓት የሚታዩት እንደ አንድ የኃይል አቅርቦት ምንጭ ነው፤ እንደ ማይክሮ ግሪዶችም የተወሳሰበ ውስጣዊ ስርአት የላቸውም፡፡

የሁለት አቅጣጫ (Bi-directional) ስርዓትን አሳላጭ መሳሪያዎች (Device)፡- ለስማርት የኤሌክትሪክ ማሰራጫ እንደ ዋና መገለጫ ከሚወሰዱት ባህርዮቹ መካከል የሁለት አቅጣጫ መረጃ፣ ትዕዛዝ እና ኃይል ልውውጥ ነው፡፡ ይህንንም በተለምዶአዊው መንገድ መፈጸም ስለማይቻል እነዚህ እቃዎች ስርአቱ ላይ ማካተት ይህን ተግባር ዕውን ያደርገዋል፡፡

ስነ-ምድራዊ መረጃ ስርአት (GIS)፡- የኃይል አጠቃቀም መረጃዎችን ከስነ-ምድራዊ ካርታ ጋር በማዋሀድ ሰዕላዊ እይታን የሚፈጥረው ይህ ስርዓት በቀላል እቅድ፣ ትንተናና አነስተኛ ጊዜን በሚወስድ አፈፃፀም አማካኝነት ወጪን እና የሃብት ብክነትን ለመቀነስ ትልቅ ድርሻ አለው፡፡

ምንም እንኳን እነዚህ ቴክኖሎጂዎች አንድን የኤሌክትሪክ ማሰራጫ ስማርት ለማለት መሟላት ካለባቸው ግብአቶች ውስጥ በብዙሀኑ እይታ እነደዋና ቢቆጠሩም በዚህ ቴክኖሎጂ ውስጥ እንደ ኃይል አስተዳደር ስርዓት፣ የተለያዩ ስማርት የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች፣ የስርጭት ክትትል ስርዓት እና የኃይል ልኬት ስርዓቶች ያሉ ሌሎች ግብአቶችም ይገኛሉ፡፡