إدارة الطاقة وتوفيرها للأحمال الكهربائية الموصولة بالتيار الكهربائي: نهج التحكم المباشر في الأحمال

إن الإدارة والتحكم الفعّال في استهلاك الكهرباء وتكاليفها في المباني هي أهداف رئيسية لأنظمة الشبكات الذكية الحديثة وهي ضرورية لتحقيق أهداف صافي الصفر. يتيح التحكم المباشر في الحمل للمستخدمين تنظيم استخدام الطاقة عن بُعد لأجهزة أو أحمال محددة للمستخدم النهائي. في حين تمت دراسة تطبيقات التحكم المباشر في الحمل لأنظمة الإضاءة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء على نطاق واسع، إلا أنه تم التركيز بشكل محدود على الأحمال الصغيرة التي يتم توصيلها بالتيار الكهربائي. تقدم هذه الدراسة طريقة مقارنة أساسية لتقليل استهلاك الطاقة للأحمال التي يتم توصيلها بالتيار الكهربائي من خلال دمج خط الأساس للحمل والجدولة الذكية وتحسين الطاقة والاستفادة من استجابة الطلب السلوكي وإدارة الطاقة القائمة على البيانات.

يعتمد النهج المقترح على حل إدارة الأحمال Connected Power من Honeywell، والذي يشتمل على مقابس ذكية لمراقبة الأحمال المتصلة بالتيار الكهربائي والتحكم فيها. في البداية، يتم تحديد خط أساس لاستهلاك الطاقة. بعد ذلك، يتم تنفيذ الجدولة الذكية لتقليل هدر الطاقة، مثل الأحمال المفرطة، من خلال تحديد وإيقاف تشغيل الأجهزة المتصلة بالتيار الكهربائي الخاملة. يتم تحسين جداول الأحمال بشكل أكبر بناءً على ملاحظات استهلاك الطاقة من المستخدمين النهائيين.

تم إجراء تحليل تقني اقتصادي في موقعين بجامعة كرانفيلد، لتقييم وفورات الطاقة وخفض التكاليف وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون وفترات الاسترداد. تشير النتائج إلى وفورات محتملة كبيرة: 744.67 كيلو وات في الساعة، و203.67 جنيه إسترليني، و154.22 كجم من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في مختبر الروبوتات، و2993.92 كيلو وات في الساعة، و818.84 جنيه إسترليني، و620.04 كجم من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في مقهى. توضح هذه النتائج فعالية الطريقة المقترحة في تعزيز كفاءة الطاقة والمساهمة في أهداف الاستدامة.