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Le griglie astute possono abbinare l'offerta e domanda di elettricità decentrally

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I tester di elettricità di intelligenza sviluppati per un tal sistema potrebbero commutare i dispositivi elettrici

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Per migliorare l'amministrazione delle fluttuazioni nell'elettricità assicurata da solare ed avvolga le installazioni, la rete di elettricità deve funzionare più intelligentemente in avvenire. I fornitori di elettricità mirano a potere regolare il consumo in base a rifornimento con l'aiuto di una rete intelligente di elettricità, una griglia astuta. I tester intelligenti di elettricità sviluppati per un tal sistema potrebbero commutare i dispositivi elettrici in funzione e a riposo. I ricercatori dall'istituto massimo di Planck per la dinamica ed il Self-Organization ora hanno indicato che i tester intelligenti di elettricità possono abbinare l'offerta e domanda di elettricità decentrally e su una base interamente auto-organizzata. Finora, i fornitori di elettricità hanno lavorato al presupposto che avrebbero dovuto raccogliere i dati di consumo centralmente ed anche centralmente coordinare l'offerta e domanda di elettricità.

Ciò rende le attrezzature elettroniche vulnerabili agli attacchi del riprogrammatore ed inoltre solleva le edizioni di protezione dei dati - problemi che non presentano con una soluzione completamente decentral dei ricercatori massimi di Planck. Il controllo di Decentral inoltre si distende l'esigenza del disegno complesso dell'infrastruttura di comunicazioni ampia che sarebbe richiesta per collegare milioni di tester di elettricità con i fornitori principali di energia in futuro.

L'uso delle fonti di energia rinnovabili sta sviluppandosi velocemente. Per esempio, da 2014 all'inizio del, il registro dalle fonti di energia rinnovabili ha raggiunto oltre 28 per cento del consumo di elettricità in Germania - un nuovo, punto più alto della storia. Tuttavia, con l'aumento di solare ed avvolga le installazioni, fluttuazioni nella rete di elettricità sono inoltre sull'aumento. Quando copertine Germania del sud della nube, ci è un tuffo brusco nella quantità di elettricità assicurata dagli impianti di ad energia solare. E quando una tempesta si avvicina a, produzione di elettricità negli aumenti dei parchi del vento improvvisamente ed oscilla ancor più usuale. Tali fluttuazioni non presentano nella rete tradizionale di elettricità, poichè i generatori nelle centrali elettriche a carbone e nelle centrali nucleari restanti chug regolarmente lungo il giorno in giorno fuori, fornente un rifornimento costante dell'elettricità.

Le fluttuazioni aumentanti di registro dovranno essere equilibrate fuori in avvenire tramite le variazioni simultanee nel consumo di elettricità. Per esempio, quando il vento ed il sole forniscono molta energia, le unità di raffreddamento nei centri di calcolo ed i magazzini e stazioni di carico dell'automobile elettrica dovrebbe a gomito in su; quando la produzione si tuffa, dovrebbero essere messe su stand-by. Per realizzare questo, i fornitori di energia vorrebbero dotare i loro clienti in avvenire dei dispositivi di controllo di elettricità, cosiddetti tester astuti. Questi sarebbero installati nelle famiglie o nei locali dell'azienda e trasmettere i dati che si raccolgono automaticamente al fornitore di energia. Secondo il rifornimento disponibile dell'elettricità, la famiglia ed i dispositivi industriali hanno potuto allora essere inserita/disinserita commutato. I clienti sono più probabili adottare tali sistemi se sono offerti l'energia eccedente ai prezzi più bassi. Per coordinare le attrezzature elettroniche e la richiesta, i ricercatori all'istituto massimo di Planck per la dinamica ed il Self-Organization in Göttingen hanno introdotto un nuovo concetto che mette a fuoco sulla corrispondenza completamente decentral delle attrezzature elettroniche e della richiesta.

I riprogrammatori potrebbero portare una rete centrale del rifornimento ad una fermata

L'oggi disponibile di concetti per un lavoro intelligente futuro della rete di elettricità (griglia astuta) sul presupposto che i dati per tutti i consumatori e generatori di elettricità sarebbero raccolti centralmente dal fornitore di energia. Tuttavia, secondo Benjamin Schäfer, un fisico dall'istituto massimo di Planck per la dinamica ed il Self-Organization, questo metodo coinvolge i vari rischi: “Questo genere di controllo centrale è un obiettivo potenziale per gli attacchi del riprogrammatore.„ Se qualcuno incide nel centro di controllo via il Internet, potrebbero nel peggiore dei casi portare la rete del rifornimento ad una fermata completa. In tempo di criminalità aumentante del Internet, questo piano d'azione deve essere preso seriamente. “Inoltre, rimane essere chiarito come la protezione dei dati potrebbe essere garantita se i dati di consumo del cliente stiano trasmettendi costantemente ad una posizione centrale.„

Per questo motivo, Benjamin Schäfer, membro del gruppo di ricerca del Marc Timme, “dinamica della rete„ ha esaminato se il controllo centrale è realmente essenziale. L'ispirazione per il progetto è stata fornita da un socio dei ricercatori massimi di Planck, il direttore di controllo della griglia astuta facile Karlsruhe-basata dell'azienda, Thomas Walter di cooperazione. La sua azienda trova le soluzioni del sistema per la messa in funzione delle reti decentral di energia - che è le reti di elettricità, in cui l'elettricità non è fornita esclusivamente dalle grandi centrali elettriche e sempre più è assicurata dai numerosi piccoli generatori. Come componente di questo studio, di Benjamin Schäfer, insieme a Marc Timme, il suo ex collega Dirk Witthaut ed allievo Moritz Matthiae dei padroni, esaminato se e come, i tester astuti installati sui locali dei clienti potrebbero regolare il consumo direttamente e decentrally senza una deviazione via un sistema di controllo centrale.

A questo fine, i fisici hanno sviluppato un modello matematico in cui hanno simulato i generatori ed i consumatori di elettricità. Hanno voluto scoprire se l'intera rete rimanesse stabile quando la regolazione è effettuata decentrally e più non coinvolge la coordinazione con il fornitore centrale di energia. La rete potrebbe farsi funzionare sull'la base più o meno auto-organizzata? Basicamente, la frequenza della rete, cioè la frequenza a cui la corrente alternata oscilla nella rete del rifornimento, è usata come parametro per la regolazione. È definita a 50 Hertz e può deviare soltanto da questo valore da raggiungere come conseguenza delle fluttuazioni della rete da un massimo di 0.2 Hertz. Se una parte anteriore della tempesta scurisce i cieli sopra un parco solare, per esempio, o una pianta di alluminio avvia in su il relativo macchinario, la meno elettricità è disponibile la rete localmente e la frequenza cade un po'. Se il sole genera ancora la più elettricità o i consumatori importanti di elettricità sono spenti, l'energia più elettrica è disponibile e gli aumenti di frequenza. I fornitori di elettricità devono approntare le misure attive per effettuare la frequenza di 50 Hertz e per evitare i difetti nella rete.

I tester astuti possono controllare il consumo di elettricità decentrally

Schäfer ed i suoi colleghi ora sono riuscito a dimostrare che tali difetti possono realmente essere equilibrati fuori se i dispositivi di controllo di elettricità rispondono direttamente. I tester astuti sono così interamente capaci di usando i cambiamenti di frequenza come parametro e di controllo del consumo di elettricità di dispositivi elettrici collegati essi stessi. Schäfer ha sormontato una sfida particolare con la sua analisi: È conosciuto che molti dispositivi hanno una risposta in ritardo ai cambiamenti di breve durata di frequenza nella rete, che a volte presentano durante un periodo di millisecondi - per esempio, un'unità di raffreddamento ha una risposta in ritardo quando il compressore deve essere inserita/disinserita commutato. Schäfer si è domandato quanto tempo un tal ritardo può essere e se potrebbe impedire il controllo diretto delle fluttuazioni di frequenza tramite i tester astuti installati sui locali dei consumatori.

I suoi risultati sono molto positivi. Ha stabilito che i tester astuti non dovessero reagire immediatamente mentre le più piccole fluttuazioni si equilibrano spesso fuori all'interno di alcuni secondi o frazioni di un secondo. Per le più grandi fluttuazioni, questo genere di ritardo è realmente utile. Di conseguenza, è ideale se i tester astuti fanno la media fuori i valori di frequenza durante alcuni secondi, quindi intervengono e regolano ed adattano il consumo di conseguenza. Questo mezzi, naturalmente, che un numero sufficiente dei tester astuti e dei dispositivi elettrici deve essere attivato sempre in modo che l'effetto sulla rete di elettricità sia sufficiente. “Nessuno studio precedente ha analizzato dettagliatamente se una griglia astuta può realmente funzionare senza controllo centrale. La nostra analisi ha indicato per la prima volta che questa è possibile in linea di principio,„ dice Marc Timme.

Un sistema di controllo decentral di questa natura offrirebbe i vantaggi enormi. In particolare, più non sarebbe necessario da sviluppare l'infrastruttura di comunicazioni ampia che sarebbe stata richiesta al contrario per collegare milioni di tester astuti ai fornitori principali di energia.