- چشم‌انداز انرژی شهر هوشمند آینده چیست؟
- هاب انرژی چیست و چرا؟
- هاب انرژی خرد و کلان!
- با مطالعه این مقاله چه می‌آموزیم؟
پژوهش پیش‌رو حاصل مطالعه و کنکاش بیش از 76 پژوهش از آخرین یافته‌های تحقیقاتی محققان صنعت برق در حوزه هاب انرژی می‌باشد. رویکرد این پژوهش براین مبنا استوار است که ضمن مرور مفهومی هاب انرژی به دسته بندی پژوهشی این کلیدواژه از دیدگاه‌های متنوع بپردازد. براین‌اساس، اگر چه در ابتدای تحقیق آخرین توفیقات نویسندگان در تدوین کتب ارزشمند در حوزه هاب انرژی ذکر شده است، در پی آن مطالعه پژوهشی هاب انرژی با رویکرد بازه‌زمانی مطالعه جالب توجه است. پس از آن ضمن تبیین گستره معنایی هاب انرژی، دسته‌بندی پژوهشی بر اساس مفاهیم هاب انرژی خرد و کلان تبیین شده است. در ادامه، ضمن معرفی شهر هوشمند به‌مثابه هاب انرژی هوشمند از هاب انرژی هوشمند به‌عنوان چشم‌انداز بهره‌وری انرژی نام‌برده شده است. در انتهای پژوهش و به‌عنوان آنچه از ابتدا در جستجوی آن به‌سر برده شد هاب انرژی هوشمند به وسعت یک شهر هوشمند تبیین، تشریح و معرفی شده است.
شهر هوشمند شهری است شهروند محور که در آن از فناوری اطلاعات و ارتباطات جهت بهره وری بهتر از منابع و امکانات موجود، بالابردن کیفیت زندگی شهروندان و حرکت به سمت توسعه پایدار شهری استفاده می شود. اما آنچه این پژوهش بر آن متمرکز شده است سیستم انرژی شهر هوشمند است. حرف حساب این پژوهش آن است که با طراحی این سیستم انرژی با کمک هاب‌های انرژی خرد می‌توان به تشکیل یک هاب انرژی کلان و ایجاد زیرساختی پایا برای سیستم انرژی شهری امید داشت. این شیوه طراحی می‌تواند مزایای قابل توجهی برای سیستم انرژی شهر به‌منظور بهبود کیفیت زندگی شهروندان و حرکت به سمت توسعه پایدار شهری ارمغان آورد.
حق دارید اگر برخی واژگان برایتان نامفهوم است. اجازه دهید یک سری مفاهیم را خودمانی برایتان تشریح کنم....
- چیست این هاب؟
هاب به معنای محل چرخش است و هاب انرژی به مکان دست‌به‌دست شدن و چرخش انرژی گفته می‌شود: چارچوبی که در آن تولید، تبدیل ، ذخیره و مصرف انرژی شکل می گیرد.
- تولد هاب...
به اذعان بسیاری از محققان، هاب انرژی برای اولین بار در سال 2006 توسط یک تیم تحقیقاتی در آزمایشگاه سیستم‌های قدرت و فشار قوی دانشگاه ETH زوریخ در چهارچوب پروژه‌ای تحت عنوان "چشم انداز شبکه‌های انرژی آینده" معرفی شده است.
- چرا هاب انرژی؟
ایجاد بحران کاهش سوخت های فسیلی و لزوم ایجاد تنوع در سبد تولید انرژی در کشورها، تعویض واحدهای آلاینده قدیمی و کم‌بازده با واحدهای جدید و پربازده تحت محدودیت‌های سختگیرانه زیست‌محیطی، لزوم افزایش ظرفیت واحدهای واکنش سریع در پاسخ به رشد سریع واحدهای تجدید‌پذیر جهت پشتیبانی از تولید آن، حرکت دوری از انرژی هسته‌ای که در برخی کشورهای توسعه یافته مشهودتر است و نیاز روزافزون به مفاهیم بهره‌وری انرژی، همه می‌توانند به‌عنوان عوامل برجسته‌ترشدن نقش هاب انرژی در صنعت برق به‌شمار آیند.
- هاب خرد، هاب کلان؟؟!!
هاب انرژی محدودیتی در مدل‌سازی ندارد. به‌عبارت دیگر می‌توان یک سیستم انرژی خانگی یا کل سیستم انرژی شهری را درقالب هاب انرژی مدل‌سازی نمود. هاب انرژی با توجه به بخش مصرف می‌تواند به چهار گروه اصلی تقسیم شود: هاب انرژی مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی. سیستم‌های انرژی هر یک از این بخش‌ها می‌توانند به‌عنوان یک هاب انرژی خرد قلمداد شوند. با ادغام هاب‌های انرژی خرد، مفهومی به نام هاب انرژی کلان ایجاد می‌شود که در آن می‌توان مجموعه‌ای از هاب‌های انرژی خرد را با اهداف کلان تر برنامه‌ریزی نمود. یک شهرک صنعتی، یک دهکده و یا حتی کل شهر می‌تواند تحت عنوان هاب انرژی کلان مورد بررسی قرار گیرد.
- چند نکته کلیدی‌ای که با مطالعه این پژوهش عاید محقق می‌شود؛
- به‌عنوان مهم‌ترین ویژگی سیستم‌های مبتنی بر هاب انرژی می‌توان به این نکته اشاره کرد که؛ اجزای درون هاب قادرند اتصالات اضافی بین ورودی و خروجی برقرار نمایند. این افزونگی در تأمین انرژی منجر به دو مزیت مهم می‌شود
- اول اینکه می‌توان در این بستر قابلیت اطمینان تأمین از دید بار را افزایش داد زیرا تامین تقاضا دیگر به‌طور کامل به یک شبکه واحد وابسته نیست.
- دوم، درجه اضافی آزادی موجود در انتخاب حامل‌های تامین تقاضا در بستر هاب انرژی امکان بهینه‌سازی تامین هاب را فراهم می‌کند.
- بسته به سطح امنیت و کفایت مطلوب سیستم جهت تامین پایا و اقتصادی مصرف‌کنندگان و همچنین افق برنامه‌ریزی، کلیه مطالعات برنامه‌ریزی سیستم قدرت را می‌توان به دو دسته اصلی مطالعات برنامه‌ریزی ساخت و توسعه و مطالعات برنامه‌ریزی بهره‌برداری تقسیم نمود.
- سیستم انرژی شهر هوشمند مبتنی بر هاب انرژی با کمک مدیریت انعطاف‌پذیر زیرساخت‌های انرژی، تامین کارآمد و موثر و منعطف انرژی را حاصل می‌نماید.
- آنچه در باب امنیت انرژی به عنوان یکی از چالش‌های عصر حاضر برای کشورهای مختلف جهان یاد شد، می‌توان با طراحی بهینه سیستم انرژی سهر هوشمند هوشمند مبتنی بر هاب‌های انرژی حاصل نمود.