حول النحل وشبكات الطاقة وكفاءة الطاقة

قامت شركة REGEN Energy بتطوير نظام للإدارة المثلى لاستهلاك الطاقة، بناءً على سرب النحل.

بقلم: يائيل هالفمان كوهين

في عام 2003، وقعت العديد من حوادث انقطاع إمدادات الكهرباء في كندا، والتي كانت ناجمة عن ذروة الطلب خلال ساعات الذروة. ويساهم تقليل الحمل في استقرار إمدادات الكهرباء للمستهلكين، وتقليل انبعاثات الكربون إلى البيئة.

فكيف يمكن إذن تقليل الحمل على الشبكة خلال ساعات الذروة؟

أدرك مارك كاربل ورومان كوليك، وهما رائدا أعمال كنديان يتمتعان بخلفية في الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر والرياضيات، ولديهما خبرة في تصميم أنظمة برمجيات لإدارة الطاقة، التحدي، وكانا يبحثان عن حل بسيط ومتكامل لا يمكن أن يرفع فقط ربحًا ولكنه أيضًا يحل مشكلة بيئية ويقلل من انبعاثات الكربون.

في البداية، أدرك رواد الأعمال أن المباني الصناعية هي عامل رئيسي في خلق الطلب على الكهرباء. فهذه المباني في الولايات المتحدة الأمريكية، على سبيل المثال، مسؤولة عن 39% من الاستهلاك العام للكهرباء في الولايات المتحدة الأمريكية. كما أن مساهمتها في عبء الطلب أعلى، وذلك بسبب احتياجات التبريد لهذه المباني خلال أيام الصيف الحارة. كما اكتشف المطورون أن أصحاب المباني منزعجون للغاية من الارتفاع الكبير في فاتورة الكهرباء خلال فترات الذروة. ومن خلال تقليل الاستهلاك خلال ساعات الذروة، والذي يمثل 20-50 بالمائة من الفاتورة الشهرية، هناك إمكانية كبيرة لتحقيق التوفير.

ويرتبط الحل المقترح لتقليل الطلب خلال ساعات الذروة بسلوك سرب من النحل. ويتواصل النحل مع بعضه البعض دون حكومة مركزية، وذلك بناءً على قواعد بسيطة. والنتيجة هي السلوك الأمثل على مستوى السرب، المعروف باسم ذكاء السرب.

تصوير CC 3.0 شاه زاده

وقام رواد الأعمال بتطوير خوارزمية تعتمد على التواصل بين النحل، والتي تسمح لجميع مستهلكي الطاقة في المبنى "بالتواصل" مع بعضهم البعض، ورفع "العلم الأحمر" في حالة استهلاك الطاقة غير الضروري. مستهلكو الطاقة مثل مكيفات الهواء والمضخات والضواغط وما شابه ذلك يعملون في دورات. عندما لا يكون هناك تطابق بين عملها، وعندما يتم تفعيلها في نفس الوقت، يتم إنشاء ذروة الطلب.
الحل المحاكاة الحيوية هو وحدة التحكم EnviroGrid، التي تربط وحدات التحكم في المعدات في المبنى، وتعمل كمفتاح ذكي. تبلغ مدة تثبيت وحدة التحكم حوالي 30 دقيقة فقط، مع أقل قدر من التعطيل للعملية الحالية. كل دقيقتين تقوم وحدة التحكم بأخذ عينات من مستهلكي الطاقة، ويتم نقل المعلومات إلى شبكة المستهلك. بمجرد تنشيط عدة وحدات تحكم في وقت واحد، يتم تنشيط معيار Zigbee (بروتوكول الاتصال اللاسلكي المحلي في موجات الراديو) لتحديد ترتيب التنشيط الأمثل. لذا، في الواقع، كل مستهلك للطاقة هو عقدة، في شبكة تعمل بشكل مستقل ولكنها تأخذ في الاعتبار حالة العقد الأخرى. مبنى نموذجي لديه
ما بين 10 إلى 40 وحدة تحكم، تعمل معًا لتقليد الاتصال في الخلية - كلما زاد عدد العقد في الشبكة، زادت كفاءتها.
والنتيجة: تقليل الطلب خلال ساعات الذروة من خلال موازنة الطلب، واستخدام الطاقة عند الحاجة فقط، وتحديد عدم الكفاءة والتحذير منها.
حصلت شركة Regen Energy على التقدير والجوائز، ونمت وتطورت على الرغم من المنافسة العالية في سوق أنظمة إدارة الطاقة. وبدأت الشركة أيضًا العمل في الولايات المتحدة، حيث قدمت تخفيضًا بنسبة 20% في فاتورة الكهرباء للعملاء، وعائدًا جذابًا على الاستثمار لمدة 1.2 عامًا على النظام.