революція акумуляторів

Скоро електричні мережі стануть більше схожі на інтернет , навчаться накопичувати енергію і думати

Всі наші мережі страждають однієї і тієї ж хворобою . Чи знає провайдер , коли помирає батарейка у вашому мобільному телефоні? Чи знає Google , коли висне ваш комп’ютер? Чи може супермаркет дізнатися , коли у вас в холодильнику закінчиться сир ? Насправді , та , щонайменше , в теорії. До всіх цих систем можна підключити сенсори і пристрої зв’язку . Але , як не дивно , на практиці таку спроможність першої придбає стара добра електрична мережа .

Не дивно , що «розумними мережами » захоплені і комунальні служби , і венчурні капіталісти , і промислові гіганти , і міністерства енергетики , що роздають дослідні гранти. Вони обіцяють велику вигоду . Споживачі заощадять на рахунках , виробники зароблять на обладнанні і програмному забезпеченні , комунальні служби оптимізують свої активи. Але справа не тільки в цьому. Щоб зрозуміти , чому розумні мережі чекає безхмарне майбутнє , достатньо звернути увагу на дві глобальних тенденції. Перша – це зростаюче споживання електрики. Друга – поява необхідних технологій , і в найпотрібніший момент. 50 Почнемо з попиту . Скажімо , в США споживання електрики зросла за останні 30 років на 75 %, і Управління з інформації в галузі енергетики ( EIA ) прогнозує , що тенденція не зміниться ще 30 років. При цьому споживання неелектричної енергії по суті залишалося на одному рівні протягом трьох десятиліть і залишиться колишнім , – навіть незважаючи на те , що економіка США виросла і , за прогнозами , буде рости .

Неминучий зростання попиту на електрику означає , що його транспортування і розподіл будуть ще важливіше для все більш інформаційно – орієнтованої економіки . І вирішальне значення набуде не тільки ефективне управління цим величезною кількістю електроенергії , а й забезпечення постійної наявності напруги в мережі (особливо , якщо автомобілі перейдуть на харчування електрикою ) . Притому що вже зараз світові витрати на інфраструктуру передачі та розподілу електрики становлять $ 100 млрд на рік.

Тепер про технології . З одного боку , не так вже й складно навчити дроти та лічильники обмінюватися інформацією через інтернет . Зрештою , наділити електричну лампочку або кондиціонер інтелектом – це не людини на Марс послати. Google (продажу $ 25 млрд ) і General Electric ($ 155 млрд ) збираються співпрацювати , щоб змінити електромережі силою своїх технологій. Мережеве обладнання GE і програмне забезпечення Google здатні на багато що.

Але ніякі системи управління і ніякі прилади не дозволять ефективно розподіляти електрику, не маючи можливості ефективно , дешево і швидко зберігати її на будь-якому рівні ієрархії мережі . Зрештою , всесвітня мережа інтернет має сьогоднішню архітектуру саме завдяки технології, що забезпечує зберігання інформації на всіх рівнях. Якби всі дані доводилося створювати безпосередньо в момент використання мережі, інтернету б просто не існувало.

Сьогодні електрика виробляється , транспортується і використовується в мережі по суті без зберігання . У 99 % випадків енергія виробляється безпосередньо в момент використання. З точки зору розумної мережі це вкрай неефективно. Ключем до змін має стати виробництво невибагливих електричних акумуляторів.

Пересування і зберігання електронів – справа неймовірно більш трудомістке , ніж зберігання бітів інформації. Існує кілька різних способів зберігання електричної енергії , але саме технологія літієвих акумуляторів повинна заповнити проміжне положення між споживачами і виробниками електрики по всій величезній , расползшейся електромережі. Невипадково саме маленькі літієві акумулятори зробили можливою революцію бездротового інтернету і портативних комп’ютерів.

У загальній ієрархічній системі зберігання електрики , подібно структурі систем комунікації , акумулятори або їх еквіваленти повинні розташовуватися на чотирьох рівнях: на рівні кількох будинків (близько 100 кВт / год ) , місцевої лінії зв’язку ( кілька мгВт / год на мікросіткою ) , підстанції (десятки мгВт / год) і , нарешті , на рівні головної станції ( виробляє електроенергію ) – сотні мгВт / ч. Щоб простіше було оцінити масштаб : батарея у вашому ноутбуці зберігає близько 0,05 кВт / ч. Нам знадобляться дуже великі літієві акумулятори. Поки що адекватні технології акумуляції існують тільки на рівні електростанцій ( вони засновані на збільшенні тиску води і стиску повітря) .

Постачені накопичувачами електроенергії , розумні мережі дозволять ефективніше використовувати і існуючі джерела енергії , особливо епізодично працюють , такі як вітер і сонце. Зберігання енергії буде життєво необхідно і для поширення електромобілів , що заряджаються від мережі .

На сьогоднішній день на частку світового бізнесу, що займається акумуляторами для «розумних» електромереж , припадають жалюгідні $ 200 млн. Але , згідно з дослідженням , виконаному нещодавно Pike Research , до кінця десятиліття цей ринок виросте в 30 разів.

Те , що для електромереж настала нова ера , зрозуміло вже з імен компаній , які беруть участь у гонці за створення розумної мережі : IBM , Cisco , Microsoft , Honeywell , ABB , Siemens , Motorola і навіть Boeing. Крім того , кожного дня з’являються нові фірми , назви яких поки не на слуху , – Itron , EnerNOC , Comverge і стартапи Silver Spring Networks , eMeter , GridPoint , SmartSynch , Trilliant , Tendril . Всі вони зайняті розробкою обладнання та програмного забезпечення мереж на всьому протязі – від розетки до електростанції. На думку керівників Boeing , через кілька років ринок одних комунікацій для розумних електромереж досягне обертів $ 20 млрд на рік.

Завдяки інтернету ми всі помітили , що властивості мереж не зводяться до властивостей складових їх елементів . Потужність і корисність мережі , згідно постулату Роберта Меткалфа , зростає пропорційно квадрату числа користувачів . Подвійте кількість комп’ютеризованих розумних приладів на мережу , і її корисність збільшиться в чотири рази. Зростаюча корисність спокусить нових користувачів приєднатися до мережі , і таким чином запуститься цикл зростання корисності мережі для користувачів , ринків і постачальників. Саме так відбувалося вибуховий поширення інтернету .

Віра , що закон Меткалфа застосовний і до електромереж , підкріплюється компаніями , які прагнуть стати учасниками ринку, що зароджується . Cisco заявляє , що глобальна розумна електромережу може бути і в 100 разів більше , ніж інтернет . Цілком можливо , що потреба такої мережі в обладнанні , програмному забезпеченні , сенсорах і акумуляторах змінить і звичні способи застосування цих технологій . І тоді супермаркет навчиться нарешті самостійно надсилати вам сир .

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.