物聯(lián)網(wǎng)在能源轉(zhuǎn)型中的作用

根據(jù) ABB 最近的一項(xiàng)研究，44% 的組織表示環(huán)境目標(biāo)對(duì)于電氣系統(tǒng)管理“非常重要”；然而，只有 20% 的人認(rèn)為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)是實(shí)施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIOT) 的興趣驅(qū)動(dòng)因素。

然而，隨著世界尋求擺脫傳統(tǒng)的污染性能源，物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 為發(fā)展中的可再生能源行業(yè)的幾個(gè)痛點(diǎn)提供了潛在的解決方案。許多可再生能源的間歇性，加上需求波動(dòng)和遠(yuǎn)程管理資產(chǎn)，使得電網(wǎng)很容易出現(xiàn)停電；數(shù)字解決方案可能就是解決這些問(wèn)題的答案。

物聯(lián)網(wǎng)如何在電力行業(yè)發(fā)揮作用

Power Technology 的母公司 GlobalData 將 IoT 定義為“用于描述使用連接的傳感器和執(zhí)行器來(lái)控制和監(jiān)控環(huán)境、環(huán)境中移動(dòng)的物體以及環(huán)境中活動(dòng)人員的概括性術(shù)語(yǔ)?！?/p>

在電力行業(yè)，這些互聯(lián)設(shè)備提供預(yù)測(cè)性維護(hù)和準(zhǔn)確測(cè)量，以更好地管理能源分配并提供安全性。 GlobalData 分析師 Amalia Maiden 解釋道：“物聯(lián)網(wǎng)可以創(chuàng)建一個(gè)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)，解決該行業(yè)內(nèi)的許多挑戰(zhàn)，例如平衡供需、工作場(chǎng)所安全、將可再生能源納入電網(wǎng)以及應(yīng)對(duì)能源價(jià)格波動(dòng)?！?/p>

傳感器是電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備最常見(jiàn)的例子。當(dāng)與預(yù)測(cè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型和人工智能分析相結(jié)合時(shí)，傳感器可以監(jiān)控和預(yù)測(cè)能源生產(chǎn)，從而提高整個(gè)電網(wǎng)的分配效率。

gridIMP 技術(shù)總監(jiān) Ed Ross 解釋說(shuō)：“物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以幫助監(jiān)控和控制能源需求和電池中的能量存儲(chǔ)。監(jiān)控對(duì)于深入了解實(shí)時(shí)控制和預(yù)測(cè)所需的現(xiàn)場(chǎng)需求和發(fā)電概況尤其重要?！?/p>

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)能源安全的貢獻(xiàn)

預(yù)測(cè)對(duì)于發(fā)展中的可再生能源行業(yè)非常重要，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)能夠適應(yīng)需求的彈性電網(wǎng)。目前，可再生能源由化石燃料供應(yīng)保障；然而，隨著監(jiān)管繼續(xù)推動(dòng)所有行業(yè)脫碳，可再生能源行業(yè)必須找到解決其能源安全問(wèn)題的解決方案。

現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)提供了一些解決方案。 DefProc Engineering 聯(lián)合創(chuàng)始人兼工程主管帕特里克·芬納 (Patrick Fenner) 解釋道：“更高的效率將產(chǎn)生最大的影響。優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可見(jiàn)性并更好地控制正在發(fā)生的事情意味著您可以在正確的時(shí)間將正確的資源放置在正確的位置。這將減少浪費(fèi)、降低成本并提高效率?！?/p>

物聯(lián)網(wǎng)還將提供可再生能源之外的安全性。地緣政治混亂可能會(huì)中斷供應(yīng)，2022 年俄烏沖突蘭后的情況就很明顯，俄羅斯因制裁而削減了對(duì)歐洲的石油出口。這限制了全球供應(yīng)，并表明需要整合間歇性能源。

GlobalData 最近的一份報(bào)告指出了氣候變化與石油供應(yīng)之間密不可分的關(guān)系：“持續(xù)的全球能源轉(zhuǎn)型正在導(dǎo)致人們對(duì)可再生能源的更大依賴，例如風(fēng)能和太陽(yáng)能，而這些能源本質(zhì)上是間歇性的。所有這些導(dǎo)致能源安全成為各國(guó)和能源公司的嚴(yán)重關(guān)切。提供充足、可靠的能源流已成為能源公司的競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)準(zhǔn)。”

利用物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)化能源轉(zhuǎn)型

ABB 電氣化全球數(shù)字化負(fù)責(zé)人 Sherif El-Meshad 在接受媒體采訪時(shí)解釋了物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化如何提高效率：“自動(dòng)化已經(jīng)成為生產(chǎn)效率和環(huán)境合規(guī)性的重要貢獻(xiàn)者......雖然研究表明了堅(jiān)定的承諾為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，組織必須加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。這將有助于通過(guò)使用智能技術(shù)監(jiān)控和優(yōu)化資源消耗并減少碳排放?！?/p>

連接到云端的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可供傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商和硬件制造商使用。當(dāng)與新的數(shù)字孿生技術(shù)相結(jié)合時(shí)，這些設(shè)備（尤其是傳感器）使企業(yè)能夠構(gòu)建當(dāng)前且定期更新的物理資產(chǎn)模型以進(jìn)行監(jiān)控。

這些模型可以通過(guò)定期或連續(xù)的設(shè)備監(jiān)控來(lái)優(yōu)化資產(chǎn)性能。通過(guò)連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控性能，通過(guò)提前標(biāo)記異常來(lái)降低服務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn)；安全性的提高可以保護(hù)國(guó)家電網(wǎng)免受潛在的干擾，從而實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。

當(dāng)提供商在資產(chǎn)不足或老化的情況下努力實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。gridIMP 技術(shù)總監(jiān) Ed Ross 解釋道：“我們發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)最常部署在缺乏傳統(tǒng) SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）技術(shù)的地方，特別是在發(fā)展中市場(chǎng)。例如，gridIMP 正在與南非合作伙伴合作部署物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和控制，以幫助消費(fèi)者和電網(wǎng)應(yīng)對(duì)減載（滾動(dòng)計(jì)劃停電以應(yīng)對(duì)發(fā)電不足）?！?/p>

領(lǐng)先者和落后者

GlobalData 的報(bào)告警告稱，“隨著脫碳趨勢(shì)日益強(qiáng)勁，所有企業(yè)都需要進(jìn)行數(shù)字化以減少排放并打入清潔能源市場(chǎng)。隨著可再生能源變得越來(lái)越受歡迎，對(duì)能夠應(yīng)對(duì)發(fā)電高峰和低谷的彈性電網(wǎng)的需求不斷增長(zhǎng)。發(fā)電公司需要能夠預(yù)測(cè)要使用哪些資產(chǎn)?！?/p>

報(bào)告指出，杜克能源公司、EDF、Enel、Engie、E.ON、?rsted、NextEra Energy 都是實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)、投資數(shù)字化的領(lǐng)導(dǎo)者。

Engie 尤其投資了物聯(lián)網(wǎng)主題；它的 CRIGEN 實(shí)驗(yàn)室正致力于在其氫原型中使用數(shù)字孿生和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其數(shù)字孿生使用 PTC 的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來(lái)運(yùn)行氫氣工業(yè)爐的模擬。連接到 IIoT 平臺(tái)后，數(shù)字孿生可提供用于分析的數(shù)據(jù)，使 Engie 能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的能源和環(huán)境績(jī)效。

?rsted 在物聯(lián)網(wǎng)方面也取得了顯著進(jìn)展，與沃達(dá)豐合作，通過(guò) 4G 以數(shù)字方式連接其位于蘇格蘭的海上風(fēng)電場(chǎng)。與 Microsoft 的合作意味著 ?rsted 現(xiàn)在使用云技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)農(nóng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行分析以進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。

在 2023 年第二季度科技查中，GlobalData 發(fā)現(xiàn) 48% 的民意調(diào)查受訪者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)切實(shí)擾亂了他們的行業(yè)；然而，19% 的人表示永遠(yuǎn)不會(huì)。DefProc Engineering 聯(lián)合創(chuàng)始人兼工程主管帕特里克·芬納 (Patrick Fenner) 表示，不進(jìn)行投資的公司有落后的風(fēng)險(xiǎn)：

“對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，電力是第四大開(kāi)支，但大多數(shù)企業(yè)沒(méi)有專門的員工來(lái)管理其能源消耗。隨著能源經(jīng)濟(jì)和環(huán)境成本的增加，擁有適當(dāng)人員和系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控電力、廢物和可再生能源的組織將具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！?/p>

本文作者：Eve Thomas

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