全球的電力企業(yè)在疫情大流行期間遭受重大打擊後，目前正積極重回正軌，致力於將日益老化的配電網(wǎng)路進(jìn)行現(xiàn)代化更新。歐洲、中國(guó)和美國(guó)政府正在落屬雄心勃勃的擴(kuò)張計(jì)畫，打算建立更多的運(yùn)算式網(wǎng)路以實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電。物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)是確保這些巨額投資獲得最大回報(bào)的重要基礎(chǔ)。
投入巨資實(shí)現(xiàn)數(shù)位化
國(guó)際能源署（IEA）將智慧電網(wǎng)定義為「使用數(shù)位技術(shù)和其他先進(jìn)技術(shù)來監(jiān)控和管理所有發(fā)電來源的電力傳輸，從而滿足終端用戶變動(dòng)的電力需求的電力網(wǎng)絡(luò)。以智慧電網(wǎng)盡可能提高電力系統(tǒng)所有部份的運(yùn)作效率，最大限度地減低成本和環(huán)境影響，同時(shí)最大限度地提高電力系統(tǒng)的可靠性、適應(yīng)性和穩(wěn)定性」。
這些好處推動(dòng)政府和業(yè)界制訂大筆的基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)算；根據(jù)IEA的資料，智慧電網(wǎng)的支出在2021年達(dá)到3000億美元，至2030年將增為三倍。
物聯(lián)網(wǎng)不只是智慧電表
智慧電表可能是宣傳智慧電網(wǎng)的典型代表。隨著電力使用的資訊不斷傳輸?shù)诫?yún)端，電力公司可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來的需求並為消費(fèi)者提供變動(dòng)的電價(jià)費(fèi)率，以鼓勵(lì)他們?cè)谟秒姼叻迤跍p少電力消費(fèi)。
然而，智慧電網(wǎng)並不僅僅是智慧電表。先進(jìn)的電網(wǎng)由數(shù)百萬個(gè)重要零組件相互連接，每個(gè)零組件都會(huì)對(duì)電網(wǎng)性能造成影響。無線感測(cè)器不僅提供供電資料，在發(fā)生雷擊或分支短路等問題時(shí)，還可以及早通知電力公司。對(duì)於努力維護(hù)複雜而精細(xì)的電力系統(tǒng)的工程師來說，這些資訊極為重要。
可再生能源帶來挑戰(zhàn)
工程師更傾向於穩(wěn)定可靠的電力來源，因?yàn)檫@樣的電力供給簡(jiǎn)化了電網(wǎng)平衡操作。煤炭發(fā)電站儘管存在眾多缺點(diǎn)，但在持續(xù)供給方面卻非常穩(wěn)定可靠。
可再生能源的情形則大不相同，人們很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)天氣是否晴朗，以及風(fēng)力的大小，這就帶來了不可預(yù)測(cè)性和可變性。無論雨天還是晴天，滿足消費(fèi)者對(duì)接入電源的需求變得愈加困難。
物聯(lián)網(wǎng)的感測(cè)器持續(xù)提供來自全國(guó)各地的日照和降水資料，電力工程師因此可以切換至運(yùn)行良好的風(fēng)能和太陽(yáng)能場(chǎng)所，並且關(guān)閉發(fā)電量少的場(chǎng)所，從而平順地消減這些可變性。
在可再生能源無法達(dá)到所需容量要求，以及監(jiān)管機(jī)構(gòu)不想增加煤炭或燃油發(fā)電的情況下，連續(xù)饋送資料可以協(xié)助工程師預(yù)測(cè)何時(shí)最適合使用可快速啟動(dòng)（且碳排放量相對(duì)較低）的燃?xì)獍l(fā)電站。
使用物聯(lián)網(wǎng)達(dá)到平衡運(yùn)作
儘管物聯(lián)網(wǎng)的感測(cè)器提供了深度資料，但仍然存在無法達(dá)到供需平衡的情況。例如澳洲可能出現(xiàn)無風(fēng)並且高溫的天氣，使每個(gè)人都會(huì)打開空調(diào)，但供應(yīng)的可再生能源卻很少。而後，人們開啟煤炭發(fā)電站以填補(bǔ)用電量差額，碳排放量將會(huì)飆升。人們解決短期問題的代價(jià)，就是地球的長(zhǎng)期利益。
合適的解決方案是在晴天和刮風(fēng)時(shí)所產(chǎn)生的有餘可再生能源，以便在出現(xiàn)用電高峰時(shí)將其釋放到電網(wǎng)中。考慮中的想法包括使用多餘的可再生能源生產(chǎn)氫氣，建造大型電池組，將水量抽取到山上備用，甚至旋轉(zhuǎn)巨型飛輪。
在電動(dòng)汽車中儲(chǔ)存能量
另一個(gè)獲得業(yè)界注目的想法，是利用世界上快速增加的電動(dòng)汽車（EV）作為可再生電力的儲(chǔ)能庫(kù)。可以使用物聯(lián)網(wǎng)追蹤車輛何時(shí)進(jìn)入車庫(kù)以及其電池用於儲(chǔ)能的備用容量，從而協(xié)助完成運(yùn)作過程。然後，物聯(lián)網(wǎng)還可以追蹤電網(wǎng)情況，出現(xiàn)電力用量緊張時(shí)，可以決定使用哪些電動(dòng)汽車的電池供電。
因應(yīng)世界日益增長(zhǎng)的能源需求，同時(shí)減少碳排放，智慧電網(wǎng)是不可或缺的；而物聯(lián)網(wǎng)則是確保電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)承諾目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。
（本文作者Lorenzo Amicucci於Nordic Semiconductor公司）
