Kuongezeka kwa kasi kwa matumizi ya nishati kutokana na vituo vya data, EVs na AI, kunahitaji kupitisha mikakati bunifu ya nishati kama rasilimali za nishati iliyosambazwa na gridi ndogo ambazo hutoa suluhu zinazofaa kwa miundombinu ya nishati inayostahimili zaidi na inayoitikia.
Microgrid huunganisha uzalishaji kwenye tovuti, kama vile Linear Generator ya Mainspring na solar PV, na uhifadhi wa nishati, usambazaji wa umeme, programu, uchanganuzi na programu ya vifaa vya kibiashara na viwandani.
Picha: Schneider Electric
Kutoka kwa jarida la pv USA
Gridi ya nishati ya Marekani iko chini ya mkazo usio na kifani, unaotokana na mahitaji makubwa kutoka kwa vituo vya data vinavyounga mkono akili bandia (AI) na upitishaji wa haraka wa usambazaji wa umeme na magari ya umeme (EVs). Sekta hizi mbili zinapopanuka, mahitaji yao ya pamoja ya nishati yanasukuma matumizi ya nishati ya taifa hadi viwango vipya vya juu, na kulazimisha gridi ya taifa kubadilika ili kuendeleza matarajio ya kisasa ya kiteknolojia na kimazingira.
Maendeleo ya haraka ya vituo vya data vinavyoendeshwa na AI pekee yanatarajiwa kuchangia 8% ya jumla ya matumizi ya nishati nchini Marekani ifikapo 2030, kutoka 3% mwaka wa 2022, wakati matumizi ya nishati kutoka kwa miundombinu ya EV pia yanaongezeka kwa kasi. Mwenendo huu umeongeza hitaji la kuimarisha gridi ya nishati, kuhakikisha kwamba inaweza kushughulikia mahitaji ya siku zijazo zilizounganishwa kidijitali, na zenye umeme. Kukidhi mahitaji haya ya nishati yanayoongezeka huku ukidumisha uthabiti wa gridi ya taifa si jambo dogo. Inahitaji kupitisha mikakati bunifu ya nishati kama rasilimali za nishati iliyosambazwa (DERs) na gridi ndogo, ambazo hutoa suluhu zinazofaa kwa miundombinu ya nishati inayostahimili zaidi na inayoitikia.
Vituo vya data, EVs, na utata unaokua wa gridi
Mabadiliko ya miundombinu ya nishati ni ya dharura hasa katika maeneo kama vile "kituo cha data" huko Virginia, ambapo mahitaji ya nishati yanaongezeka. Vituo vya data-damu ya maisha ya AI na kompyuta ya wingu-vimeunganishwa katika maeneo kama haya, na kusukuma uwezo wa gridi ya taifa hadi kikomo. Wakati huo huo, kuongezeka kwa EVs kunatoa shinikizo sawa kwenye gridi za ndani, kwani mahitaji ya miundombinu ya kuchaji ya EV yanalipuka, haswa katika maeneo yenye msongamano mkubwa kama Los Angeles na eneo la Bay.
Shinikizo hili mbili kutoka kwa AI na EVs halionyeshi tu hitaji la nishati zaidi; pia inatatiza utaratibu wa usambazaji wa nishati, hasa kwa vile huduma zinalenga kupunguza utoaji wa kaboni na kuimarisha usalama wa gridi ya taifa. Matukio ya hali ya hewa kali na athari za hali ya hewa zimesisitiza zaidi umuhimu wa gridi ya taifa yenye uwezo wa kushughulikia mahitaji yanayotarajiwa na ya ghafla. Mageuzi ya gridi ya taifa, hata hivyo, hayaishii katika kuongeza uwezo, inahitaji mtindo wa kisasa, unaosambazwa ambao unaauni uzalishaji wa umeme wa ndani na mwitikio wa haraka kwa mabadiliko ya mahitaji.
Jukumu la microgridi katika siku zijazo zenye uthabiti
Microgridi zimeibuka kama zana muhimu katika harakati za kupata mfumo endelevu zaidi wa nishati. Tofauti na gridi za jadi ambazo zinategemea mitambo mikubwa ya kati, gridi ndogo hufanya kazi kama mitandao inayojitosheleza ambayo inaweza kuzalisha, kuhifadhi na kutumia umeme kwenye tovuti. Uwezo huu unawaruhusu kudumisha shughuli kwa kujitegemea kutoka kwa gridi kuu wakati wa kukatika kwa umeme au wakati mahitaji ya nishati yanaongezeka. Microgridi pia hutoa unyumbufu wa kuunganisha vyanzo vya nishati mbadala kama vile jua na upepo, ambayo inalingana vyema na malengo ya uondoaji kaboni huku ikiongeza safu ya uhuru wa nishati.
Microgridi zimeundwa ili kutoa faida kuu tatu: kuhakikisha uthabiti wa nishati, kuimarisha utabiri wa gharama, na kuunganisha rasilimali za nishati safi. Kwa mfano, gridi mahiri ya Uwanja wa Ndege wa JFK—ikijumuisha nishati ya jua na hifadhi ya betri kwenye tovuti—hutoa hifadhi ya nishati wakati wa kukatizwa, kuonyesha jinsi miundombinu muhimu inavyoweza kudumisha shughuli hata gridi kuu inapoyumba. Miundo kama hii inasisitiza thamani ya gridi ndogo kama suluhisho kwa vifaa na jamii zinazolenga kujiimarisha dhidi ya kukatika na kukosekana kwa utulivu wa gridi ya taifa.
Usambazaji wa microgridi pia ni fursa ya kiuchumi ya kulazimisha. Kwa kuzalisha na kuhifadhi nishati ndani ya nchi, mashirika na jumuiya hupata udhibiti wa gharama za nishati, kupunguza utegemezi wa nishati kutoka nje, na wanaweza hata kuuza nishati ya ziada kwenye gridi kuu ya taifa. Kwa vifaa vinavyosimamia shughuli zinazohitajika sana, kama vile vituo vya data, uwezo huu huongeza kutegemewa huku pia ukisaidia uendelevu kwa kutumia nishati mbadala.
Kushinda vikwazo vya kuenea kwa kupitishwa kwa microgrid
Licha ya uwezo wao, gridi ndogo hukabiliana na vikwazo ambavyo vimezuia utumiaji wao mkubwa katika matumizi ya kibiashara, viwandani na miundombinu. Utata wa udhibiti, gharama kubwa za awali, na ukosefu wa mifumo sanifu kumetatiza upanuzi wa gridi ndogo. Tofauti na miradi ya nishati ya jua au upepo ambayo inanufaika na motisha za ngazi ya shirikisho na kanuni zilizoratibiwa, sera za gridi ndogo hutofautiana sana kulingana na hali, hivyo basi kusababisha kutokuwa na uhakika kwa wawekezaji na waendeshaji. Miradi ya sasa ya gridi ndogo mara nyingi hubuniwa maalum, na hivyo kusababisha muda mrefu wa kusambaza na gharama kubwa, kwa kawaida kuanzia $2 hadi 5 milioni kwa kila megawati.
Ili kuondokana na vikwazo hivi, wavumbuzi wa nishati wanagundua miundo mipya ya kifedha kama vile "nishati kama huduma" (EaaS), ambayo inaweza kufanya microgridi kufikiwa zaidi kifedha kwa kueneza gharama kwa muda na kuleta ujuzi ili kudhibiti zaidi utata na hatari. Kuanzishwa kwa suluhu za gridi ndogo sanifu, za msimu pia kunatarajiwa kubadilisha tasnia. Kwa kutumia mifumo iliyobuniwa awali, iliyojaribiwa awali yenye uhifadhi jumuishi wa betri na programu ya usimamizi wa nishati, uwekaji wa gridi ndogo unaweza kufupishwa kutoka miaka hadi miezi, na kupunguza gharama na utata. Suluhu hizi za kawaida zinaweza kusaidia kuongeza usambazaji wa gridi ndogo kwenye tasnia, kutoka kwa miundombinu ya umma hadi mashirika ya kibinafsi, na kuifanya iwezekane kwa safu kubwa ya watumiaji.
Kuwazia mazingira ya ugatuzi na uthabiti wa nishati
Gridi ya siku zijazo kuna uwezekano kuwa mtandao uliogatuliwa wa gridi ndogo na DER, ambazo zinaweza kudhibiti mizigo ya nishati, kuboresha matumizi ya nishati mbadala, na kupunguza utegemezi wa nishati ya kisukuku. Mabadiliko haya yanaweza kuunda mfumo unaoweza kubadilika ambao sio tu unakidhi mahitaji ya nishati ya vituo vya data na miundombinu ya EV lakini hufanya hivyo kwa uendelevu na kwa ufanisi. Kugatua uzalishaji wa umeme—kwa kuwezesha jumuiya na vifaa kuzalisha na kudhibiti nishati yao wenyewe—pia kutasaidia malengo ya kitaifa ya kuondoa kaboni, ukuaji wa uchumi na usalama wa nishati.
Safari ya kuwa na miundombinu endelevu ya nishati ni jambo la lazima na ni fursa. Kwa kutumia gridi ndogo ndogo na DER nyingine, Marekani inaweza kujenga gridi ya taifa ambayo si imara tu bali pia nadhifu na inayoweza kukidhi matakwa madhubuti ya mustakabali unaoendeshwa na AI, ulio na umeme. Mpito huu wa nishati, ingawa una changamoto, unawakilisha wakati muhimu wa kufafanua upya jinsi gridi inavyoweza kuwa, kuhakikisha inaunga mkono uvumbuzi, inastahimili shinikizo la mabadiliko ya hali ya hewa, na hutupeleka katika enzi safi ya nishati ambayo ni sugu kama inavyofaa.
Jana Gerber ni rais wa gridi ndogo, eneo la Amerika Kaskazini kwa Schneider Electric. Ana jukumu la kukuza biashara ya microgrid katika Amerika Kaskazini na kusaidia wateja katika safari zao za uendelevu na ustahimilivu.
Rohan Kelkar ni makamu wa rais mtendaji wa biashara ya kimataifa ya Schneider Electric's Power Products. Kwa zaidi ya miongo miwili ya tajriba inayoongoza mashirika ya kimataifa, Rohan anaongoza jalada la usambazaji umeme la kitengo hicho linalowajibika kutetea suluhisho za kibunifu na kuwasilisha bidhaa endelevu zaidi, bora, zilizounganishwa na za mzunguko kwenye soko.
Maoni na maoni yaliyotolewa katika makala haya ni ya mwandishi mwenyewe, na si lazima yaakisi yale yanayoshikiliwa na gazeti la pv.
Maudhui haya yanalindwa na hakimiliki na huenda yasitumike tena. Ikiwa ungependa kushirikiana nasi na ungependa kutumia tena baadhi ya maudhui yetu, tafadhali wasiliana na: editors@pv-magazine.com.
Chanzo kutoka gazeti la pv
Kanusho: Maelezo yaliyoelezwa hapo juu yametolewa na pv-magazine.com bila ya Chovm.com. Chovm.com haitoi uwakilishi na dhamana kuhusu ubora na uaminifu wa muuzaji na bidhaa. Chovm.com inakanusha dhima yoyote kwa ukiukaji unaohusiana na hakimiliki ya yaliyomo.
