Sare elektriko adimendun

Sare elektriko adimenduna XX. mendeko sare elektrikoaren hobekuntza bat da. Bi norabideko komunikazioak, elektrizitate eta informazio fluxuak, eta gailu adimendunak inplementatzen ditu eta, horrela, banaketa-sarea hobetzen du. Hiru sistema nagusitan oinarritzen da: egitura-sistema, kudeaketa-sistema eta babes-sistema.
alt=Smart Grid baten elementuen arteko konexioak: sorkuntza, banaketa, biltegiratzea eta kontsumoa|thumb|Sare adimendunaren eskema orokorra
Sare adimendunak gaur egungo eta etorkizunean gerta daitezkeen elektrizitate-horniduraren erronkei aurre egiteko erantzun multzo osoa irudikatzen du. Gainera, energia-azpiegituren eraginkortasuna hobetzeko hainbat ekarpen aurreikusten ditu, gehienbat energia-eskariaren kudeaketa arloan.

Sare adimendunaren malgutasunak aldakortasun handiko energia-iturri berriztagarrien, hala nola eguzki-energiaren eta haize-energiaren, integratze handiagoa ahalbidetzen du, energia-biltegien beharrik gabe. Horrez gain, energia kontsumo altuko periodoetan etxeetako gailu ez-kritikoak monitorizatu edo kontrolatu ditzake, eta haien funtzionamendua berrezarri kontsumo txikiagoko orduetan.

 Jatorria 

 Sare elektrikoaren bilakaera 
Lehen sare elektrikoa Great Barrigtonen, Massachusettsen, 1886an instalatu zen eta energia elektrikoaren transmisioko sistema zentralizatua eta noranzko bakarrekoa zen, eskariaren arabera kontrolatzen zena.

XX. mendean, arrazoi ekonomikoak eta fidagarritasunak bultzatuta, sare elektriko lokalak hedatu eta bata bestearekin interkonektatu ziren. 60ko hamarkadarako herrialde garatuetako sare elektrikoak elkarri konektatuta zeuden, eta populazioaren gehiengoak elektrizitatea zeukan. Sare elektrikoak ehundaka azpiestazioren bitartez karga handiak elikatzen zituen, banaketa sistemaren bitartez industria eta biziguneak elikatuz.

Garai hartan elektrizitate kontsumoaren neurketa ezinbesteko bilakatu zen elektrizitate konpainiei ordaindutakoa erabilera mailaren araberakoa izan zedin. Hala ere, datu bilketa eta prozesaketa mugatua zen eta ondorioz tarifa finko eta dualak arrakastatsuak izan ziren. Dualean gabeko energia kontsumoa egunean zeharrekoa baino merkeagoa zen, gaueko energia eskaria txikiagoa baitzen. Honek energia sortzen zuten zentralen erabilera eta errentagarritasuna areagotu zuen.

 Arazoa 
70 eta 90eko hamarkaden artean energia eskariaren gorakadak azpiestazio berriak sortzea ekarri zuen baina, hala ere, gune eta une batzuetan energia eskariak eskaintza gainditzen zuen eta, ondorioz, energia-kalitate txarra eta argindar mozketak eragin zituen.

Gizartearen elektrizitatearekiko menpekotasuna gero eta handiagoa zen, eta honek fidagarritasun handiagoa eskatzen zuen. Gainera, kontsumo handiko momentuetan sorgailu gehigarriak erabiltzea beharrezkoa zen, elektrizitate-konpainiei kostu handiak eragiten baitzizkien.

 Sare elektriko adimenduaren inplementazioa 
1980ko hamarkadan, bezero handien kargak monitorizatzen zituzten kontagailu automatikoak txertatu zituzten sare elektrikoan. 90eko hamarkadarako kontagailu horiek hainbeste garatu ziren non neurketa azpiegitura aurreratuak garatu ziren, egunean zeharreko elektrizitatearen erabilera biltegiratu zezaketenak. Kontagailu adimendunek etengabeko eta une oroko komunikazioa ahalbidetzen zuten, eta eskariaren arabera erantzun ezberdinak emateko gaitasuna zuten.

Aldi berean, Bonneville Power Administrationek sare elektriko adimendunen gaineko ikerkuntzan inbertitu zuen, sare elektrikoaren anomaliak oso bizkor eta eremu oso handietan analizatzen duen sentsorearen prototipoa garatuz.

2000. urtetik aurrera hainbat herrialde hasi ziren sare elektriko adimenduko teknologia berriak inplementatzen.

 Ezaugarriak 
Sare elektriko adimendunak sektore elektrikoari sistema elektrikoko zati batzuk denbora eta espazioan zehar hobeto behatzea eta kontrolatzea ahalbidetzen dio. Oso gai orokorra den heinean, askotarikoak izan daitezke ezaugarriak, baina hauek dira esanguratsuenak:

 Fidagarritasuna 
Sare adimenduna egoera-estimazioa bezalako teknologiaz baliatzen da. Hauek sareko akatsak hobeto antzematea eta sarea bere kabuz konpontzea ahalbidetzen dute, teknikarien esku hartzerik gabe. Horrela, elektrizitate-hornidura fidagarriagoa bermatu eta hondamendi edo eraso naturalen aurrean sentikortasuna murrizten da.

Hala ere, fidagarritasuna hobetzearekin batera, sare adimendunaren sare-egiturak berak arazoak sor ditzake. Sareko edozein elementuko korronte-fluxuak muga gainditzen badu, elementu horrek huts egin dezake. Ondorioz, korrontea sareko beste elementu batzuetara pasatuko da. Hauek ere gainkarga bat jaso eta huts egingo dute eta sarearen porrota eragingo dute. Horrelako egoerak saihesteko teknika bat karga moztea da, txandakako hornidura-etenaldien edo tentsio-murrizketen bidez. Hauei esker, sareak bere egonkortasuna eta fidagarritasuna mantentzen eta hobetzen ditu.

 Malgutasuna 
Gaur egungo transmisio eta garraio elektrikoko egitura gai da energia fluxu bidirekzionalak kudeatzeko. Honek, energia iturri berriztagarri lokalen erabilera ahalbidetzen du, panel fotovoltaikoak, turbina eolikoak, energia hidroelektrikoa eta abarren erabilera ziurra bermatuz.  

Sare elektriko tradizional bat erabiliko balitz eta lekuko azpiegitura batek kontsumitzen duen energia baino gehiago ekoitziko balu, segurtasun eta fidagarritasun arazoak sortuko lirateke.

 Eraginkortasuna 
Sare elektriko adimendunen bidez azpiegitura energetikoaren eraginkortasuna oro har hobetzen da, bereziki eskariaren kudeaketaren bidez. Orokortuz, transmisio eta banaketa lerroetan erredundantzia txikiagoak lortzen dira, sorgailuen erabilera handituz, eta ondorioz elektrizitatearen prezioa jaitsiz.

 Kargen aldaketa eta orekatzea 
Sare elektrikora konektatutako kargak oso aldakorrak dira, eta ondorioz karga orokorra ez da beti egonkorra eta geldoa. Adibidez, goizeko 9etan milaka langilek pizten dute ordenagailua batera. Tradizionalki, eskariaren igoera handien aurrean, sorgailu handiak piztu bitartean, sorgailu txikiagoak konektatzen ziren, badaezpada. Sare elektriko adimendunekin aldiz,  aurreikuspen algoritmo matematikoak erabiliz aurreikus daiteke zenbat sorgailu txiki erabili behar diren. Ohiko sarean, hutsegite-tasa soilik murriztu daiteke standby sorgailu gehiagorekin. Sare adimendun batean, bezeroen zati txiki batek karga murrizteak arazoa ezaba dezake.

 Iraunkortasuna 
Gaur egungo sare-azpiegiturak ez daude diseinatuta energia askotariko iturrietatik sartzen den energia kudeatzeko. Gainera, sorkuntza banatuaren aldaketa azkarrak, adibidez, eguraldi aldakorrek eragindakoak, erronka garrantzitsuak dira energia-ingeniarientzat. 

Hori dela eta, sare adimendunen teknologia ezinbestekoa da energia berriztagarri masiboak sarean txertatzeko, eta honen malgutasunak aukera ematen du eguzki-energia eta haize-energia bezalako aldakortasun handiko iturriak sarean integratzeko, energia-biltegien beharrik gabe.

 Erabilerak 
Sare adimendunek askotariko erabilerak dituzte, fabrikazioan eta telekomunikazioan besteak beste. Jarraian erabilera ohikoenak azalduko dira:

 Komunikazio integratua: Teknologia honek une oroko informazio eta datu trukea ahalbidetzen du eta, ondorioz, sistemen fidagarritasuna, aktiboen erabilera eta segurtasuna hobetzen ditu. Hala ere, esparru honetan hainbat dira hobetu beharrekoak, azpiestazioen automatizazioa, energia kudeaketa, linea bidezko garraio komunikazioa eta zuntz optikoa besteak beste.
 Neurketa: Sarearen egonkortasuna ebaluatzea, ekipoen osasuna monitorizatzea eta energiaren lapurreta saihestea dira esparru honen helburu nagusiak. Horretarako, hainbat gailu erabiltzen dira; hala nola, mikroprozesadore aurreratuko neurgailuak, neurketa eta analisi elektromagnetikoak, etengailuak eta babes digitalerako erreleak.
 Potentzia-fluxuaren kontrola: Transmisio-lineetan gailu hauek konektatzen dira, bertatik igarotzen den potentzia doitzeko. Hauek, energiaren kudeaketa koherentea eta momentukoa egiten dute eta, beraz, energia berriztagarrien erabilera handiagoa ahalbidetzen dute.
 Energia-sistemaren automatizazioa: Teknologia hauek sareko eten eta gorabeheren aurrean irtenbide zehatzak eskaintzen dituzte. Horretarako 3 teknologia-kategoria hauek behar dituzte: kontrol-sistemak, tresna analitikoak (software-algoritmoak) eta aplikazio operatiboak. VSMC (Voltage Stability Monitoring & Control ) softwareak sentikortasunean oinarritutako programazio lineal jarraitua egiten du eta kontrol-irtenbide optimo eta fidagarria itzultzen du. 

 Eragozpenak eta kezkak 
Sare adimendunen ezarpena aurrera doa baina, horrekin batera, herritarren artean hainbat zalantza eta kezka ere sortu dira. Oro har, eragozpen gehienak kontagailu adimendunei eta hauek kontrolatutako elementuei lotuta daude. Horien artean, honako hauek nabarmen daitezke:

 Kontsumitzaileek pribatutasunari buruz dituzten kezkak; adibidez, gobernuak erabilera-datuak legea betearazteko erabiltzea.

 Tasa konplexuen sistemek (adibidez, tasa aldakorrak) gardentasuna eta jarraipena eragoztea, eta horrek hornitzaileari bezeroaren kalterako jarduteko aukera ematea.

 Gobernuari energia-kontsumoarekin lotutako jarduera guztiak kontrolatzeko mekanismoak emateak sortzen dituen kezkak.
 Elektrizitatearen bidezko eskuragarritasunari buruzko kezka sozialak.
 Kontagailu adimendunen irrati-maiztasun emisioei buruzko kezkak.

 Segurtasuna 
Nahiz eta sare adimendunek eguneroko prozesuak optimizatzeko aukera ematen duten, online izanik, zibererasoen aurrean zaurgarria izan daiteke. Sareko sentsoreek eremuko datuak biltzen dituzte eta kontrol-zentroetara bidaltzen dituzte, non algoritmo automatizatuek erabakiak hartzen dituzten. Erasoek prozesu horiek eten ditzakete eta bidalitako informazioa manipula dezakete. Gainera, ahulenak diren puntuetan sartzeko aprobetxa dezakete; hala nola, kontagailu adimendunetan edo energia berriztagarrien banaketako gailuetan. Horrek sarearen fidagarritasunari eta erresilientziari buruzko kezka areagotzen du.

Komunikazio-azpiegitura ere segurtasun-kezka handienetako bat da. Konpainia elektriko eta bezeroen kontagailuen arteko berehalako loturek abantailak dituzten arren, aukera ematen dute erabilera kriminalerako. Urruneko deskonexio-funtzioek arrisku hori handitu egiten dute. Gainera, industria-kontrolei zuzendutako malwareak eta irrati maiztasunetan oinarritutako kontagailuak manipulatzeko aukerak sare adimendunen zibersegurtasuna sendotzeko beharra nabarmentzen dute.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 

 Sare elektriko
 Sorkuntza banatu
 Energia elektriko
 Energia berriztagarri
 Eguzki-energia
 Energia eoliko

 Kanpo estekak 

 Smart Grids (European Commission)
 Smart Microgrids by Project Regeneration
 Las redes eléctricas inteligentes.
 Emerging Smart Multi-Use Grids Multiple use scalable wireless network of networks
Kategoria:Sare elektrikoak
Kategoria:Elektrizitatea