Tillämpningar av iot inom energibranschen: produktion, transmission och konsumtion

IoT finns överallt. Att arbeta hand i hand med teknik som blockchain och maskininlärning, det förändrar allt, från det sätt vi beställer matvaror till hur vi underhåller maskiner och utrustning. Tillämpningarna av IoT går över alla områden och branscher. Från verktygshantering och transport till utbildning och jordbruk, att hjälpa företag att leverera mer värde till kunder, minska sina utgifter och i slutändan öka deras vinstmarginal, så det är förståeligt att nästan alla framåtblickande företag nu har IoT-strategier för att växa sin verksamhet. Men för människor som är nya på det här och arbetar i sektorer av ekonomin som inte är direkt relaterade till teknik, kan det vara mycket att slå ihop huvudet. Så under de närmaste artiklarna kommer jag att dela omhur IoT omvandlar olika branscher, den ena branschen efter den andra. Detta kommer att involvera användningsfall, aktuella branschtrender och framtida applikationer i syfte att ge användbar insikt för alla som vill distribuera IoT-baserade lösningar.

Vi kommer att starta den här serien genom att undersöka tillämpningarna av IoT inom energibranschen. Vi kommer att titta på hur IoT används eller kan användas för att omvandla energisektorn från energiproduktion till överföring, distribution och konsumtion.

Omvandla energiproduktion med IoT

Målet för kraftproduktion är att uppnå överkomliga priser, tillgänglighet, hållbarhet och minska användningen av fossiler och utsläpp. Många organisationer som GE över hela världen utnyttjar alltmer IoT för att uppnå dessa mål. Det finns tre huvudområden där IoT kan vara mycket effektfullt vid kraftgenerering.

1. Övervakning / hantering av fjärrtillgångar

Detta är förmodligen en av de mest populära användningarna av IoT i industriella applikationer. Anslutna sensorer används för att mäta slitage, rivning, vibrationer, temperatur och andra parametrar för att bestämma den totala hälsan hos tillgångar från turbiner till transmissionsledningar. Trender i data som erhållits från sensorer kan användas för att uppskatta "tid till misslyckande" för viktiga infrastrukturer och planera underhåll, vilket minskar driftstopp på grund av oplanerat underhåll och hjälper till att undvika de ekonomiska konsekvenserna av sådana stillestånd. Att använda IoT i kraftgenerationer kan också hjälpa till att identifiera säkerhetsfrågor som gasläckage innan de orsakar skada på arbetare och utrustning, vilket i allmänhet kan hjälpa stationer att uppnå nya säkerhetsnivåer.

2. Processoptimering

IoT har förmågan att tillhandahålla information i realtid om det totala tillståndet för hela produktionsstationen och detta hjälper till växtautomation. Realtidsdata används för att finjustera anläggningarnas verksamhet, öka energiomvandlingen från bränslen och minska underhållskostnaderna.

3. Integrering och hantering av förnybara energikällor

Ett stort mål för kraftproduktion är utrotningen av fossila bränslen men under tiden kan kraftverk minska utsläppen genom att kombinera energi genererad genom förnybara medel som vind och sol med traditionella kol- eller bensinstationer. IoT förser produktionsstationen med information om toppperioder som hjälper dem att planera växling mellan förnybara källor och fossiler samtidigt som det underlättar lagring av överskottsenergi och dess användning under toppefterfrågan. Produktionen och drifttiden för förnybara källor kan också enkelt maximeras med hjälp av IoT-baserade lösningar eftersom det hjälper till att fastställa produktionsvärdena och den allmänna hälsan hos förnybara källor oavsett var de befinner sig.

4. Affärsmodeller och decentralisering

IoT leder snabbt till energidecentralisering. Det är kärnan i flera nya affärsmodeller som banar väg för kommersialisering av små och medelstora lösningar för förnybar energi. Från "betala som du använder" solsystem utan elnät som driver hem i utvecklingsländer som Nigeria, till stora, privatägda stationer som bidrar med energi till nätet i utvecklade länder. Det tillhandahåller också den information som krävs för att skapa flexibla taxor (t.ex. högre taxor under toppperioder) vilket ger konsumenterna fler alternativ.

Transformera energioverföring och distribution med IoT

Problemen vid överföring och distribution till viss del är likartade. De involverar linjefel, felavkänning, förluster på linjerna bland annat. De flesta av dessa problem kunde lösas med IoT.

1. Kapitalförvaltning och underhåll

Beroende på installation inkluderar tillgångar som är involverade i kraftöverföring och distribution vanligtvis transformatorutrustning, överföringsledningar bland annat. Var och en av dessa apparater utvecklar fel och misslyckas på grund av faktorer som överbelastning, vandalisering etc. Med IoT kan de fjärrövervakas med en rad sensorer som övervakar parametrar som temperatur, upptäcker fall av verktygspoler innan det orsakar säkerhetsrisker och upptäcker säkerhetsöverträdelser. för att förhindra vandalism som är skenande i utvecklingsländer. Sensornas förmåga att identifiera fel och deras källor, innan de blir kritiska, ökar produktiviteten hos reparationsteam och minskar stillestånd och andra relaterade förluster. De totala utgifterna för delar och reparationer minskar, vilket gör elen mer tillgänglig och överkomlig.

2. Grid Balancing

IoT har förmågan att tillhandahålla den realtidsinformation som behövs för att effektivt hantera trängsel på T & D-linjer. Med IoT kan nätet säkerställa att de anslutna produktionsstationerna har uppfyllt anslutningskraven från frekvens till spänningskontroll för att förhindra instabilitet.

3. Grid Contribution

En av de största framtida trenderna inom elproduktion är vanliga bostads bidrag till energinätet. Överflödig energi som genereras av solpaneler på hustaken i flera hem bidrar / säljs till nätet. En av de viktigaste teknikerna som kommer att driva denna omvandling är IoT. Anslutningen av förnybara energibaserade produktionsanläggningar med olika produktionsnivåer till elnätet kommer att medföra variationer i spänningar vid olika noder på nätet och orsaka förändringar i kraftflödet, men alla dessa kan hanteras med hjälp av realtidsdata från IoT-lösningar, automatisk justering av nätet för att bibehålla stabiliteten.

4. Lastprognoser

Sensorer installerade vid olika transformatorstationer och längs distributionslinjer kan ge realtidsinformation om strömförbrukning i olika områden som kan hjälpa elverken att fatta automatiserade och smarta beslut kring spänningskontroll, nätverkskonfiguration, lastväxling bland andra. Trender i de levererade uppgifterna kan också användas som grund för uppgradering och utveckling av infrastruktur.

Omvandla energiförbrukningen med IoT

Konsumtion är överlägset den del av energicykeln där IoT har haft störst påverkan. Det började med AMR-baserade (semi) smarta mätare och termostater och har utvecklats till smarta elmätare som förutsäger konsumtionsmönster och med ditt tillstånd styra strömförsörjningen till viss energikrävande utrustning under topptid när strömmen är dyr. Webbanslutna belysning som vet när ingen är hemma och stänger automatiskt av lamporna som stod kvar.

Några av de viktiga möjligheter som IoT möjliggör på konsumentens sida av energi diskuteras nedan.

1. Smart beslutsfattande

IoT hjälper konsumenter att spara kostnader och fatta smarta beslut om deras energianvändning. Data från smarta mätare skickas till mobilappen genom vilken konsumenter kan få tillgång till hur mycket ström som har förbrukats, hur mycket mer de har råd att konsumera baserat på deras budget och vidta åtgärder för att anpassa förbrukningen därefter. Konsumenter kan stänga av strömförsörjningen till vissa apparater och ställa in villkor under vilka andra apparater tänds. Med detta kan de utrota avfallet och optimera sin konsumtion.

2. Tillgång till dynamisk fakturering och flexibla tariffer

Som nämnts ovan har IoT skapat en uppsjö av affärsmodeller som har ökat tillgängligheten och prisvärdheten för energi och de största förmånerna är konsumenterna som nu har tillgång till olika planer och avgifter att prenumerera på för konstant och prisvärd strömförsörjning.

3. Nya kraftlösningar

Vid sidan av nya affärsmodeller finns nya IoT-baserade kraftlösningar som underlättar övervakning, produktion i låg skala och lagring av kraft för konsumenter. Vi går gradvis närmare en framtid där konsumenterna kan välja att köpa kraft under perioder då tarifferna är låga och använder under toppperioder då taxorna förväntas vara höga.

4. Minskad stilleståndstid

Ny linje med smarta mätare, möjliggjort för tvåvägskommunikation mellan distributionsstationen och konsumenten, distribueras i utvecklade länder. Dessa mätare skickar meddelanden om stillestånd och annan kritisk driftsinformation till energibyråer. Verktygsbyråer kan agera på dessa uppgifter och reagera snabbare på avbrott på grund av fel och andra faktorer. Mätarna ger också realtidsdata (Load forecasting) som hjälper nätet att justera kraftfördelningen till följd av variationer i topptid över olika områden.

5. Försäljning av kraft till nätet

IoT möjliggör teknik som kan hjälpa små hem att sälja överflödig energi genererad från källor som solpaneler och vindkraftverk till nätet. Med teknik som "Vehicle to Grid" kan även elbilar börja bidra med överflödig, oanvänd energi till nätet.

6. Zero Net Energy Buildings

IoT driver också konsumentdrivna koncept som Zero Net Energy-byggnaden. Zero Net energy betyder att alla energibehov i huset genereras av huset, mestadels genom användning av förnybara energikällor.

Var och en av de ovan nämnda applikationerna representerar möjligheter för entreprenörer och verktyg att leverera mervärde till kunderna och kombinationen av alla dessa applikationer kommer säkert att göra energi renare, billigare, mer tillgängligt och hållbart.