Ứng dụng công nghệ để ổn định mạng lưới điện đô thị

Tổ chức Climate Central đã phân tích các vụ mất điện lớn ở Mỹ và nhận thấy rằng. khoảng 83% các sự cố được báo cáo trong vòng 10 năm qua là do liên quan đến thời tiết. Số lần mất điện trung bình hàng năm do thời tiết đã tăng khoảng 78% trong khoảng thời gian từ 2011-2021, so với giai đoạn 2000-2010. Các hiện tượng thời tiết cực đoan ảnh hưởng đến hiệu suất, khả năng khôi phục cũng như đáp ứng nhu cầu của hệ thống điện, ảnh hưởng đến việc cung cấp điện. Người dân Mỹ trung bình bị mất điện ít nhất 8 giờ mỗi năm và ngoài việc ảnh hưởng đến cuộc sống, Bộ Năng lượng Mỹ ước tính rằng tình trạng mất điện khiến nền kinh tế Mỹ thiệt hại 150 tỷ USD mỗi năm.

Thành phố Albany ứng dụng công nghệ thông minh để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và ổn định lưới điện

Đèn đường thông minh tăng khả năng chống chịu của lưới điện

“Các thành phố chiếm tới 80% mức tiêu thụ năng lượng trên thế giới. Tổ chức phi lợi nhuận The Climate Group tính toán rằng, khoảng 40% năng lượng mà thành phố sử dụng là phục vụ chiếu sáng đường phố và khu vực công cộng” - bà Julia Arneri Borghese, Phó Giám đốc điều hành Công ty công nghệ Paradox Engineering (Tập đoàn MinebeaMitsumi) cho biết. “Vì chiếu sáng đường phố tiêu tốn nhiều năng lượng nên các giải pháp chiếu sáng thông minh là giải pháp đơn giản nhưng hiệu quả để các thành phố góp phần tiết kiệm năng lượng, ổn định lưới điện và ngăn ngừa tình trạng mất điện”.

Giải pháp Mạng đô thị thông minh của Paradox Engineering giúp các thành phố kết nối đèn đường Led và điều khiển chúng từ xa, xác định các kiểu chiếu sáng tùy chỉnh để bật, tắt và điều chỉnh độ sáng theo lịch trình lập sẵn, mức ánh sáng xung quanh cũng như sự hiện diện của con người hoặc phương tiện. Các tùy chỉnh này có thể được thực hiện theo thời gian thực, chẳng hạn, độ sáng có thể giảm nếu xảy ra các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt hay yêu cầu giảm mức tiêu thụ điện ngay lập tức để ổn định hoặc giảm tải lưới điện.

Tại Mỹ, thành phố Albany hợp tác với Cơ quan Điện lực New York để nâng cấp gần 11.000 đèn đường thành giải pháp thay thế thiết bị thông minh, tiết kiệm năng lượng. Lượng phát thải khí nhà kính trên toàn thành phố đã giảm ngay lập tức từ việc chuyển đổi này. Hệ thống đèn đường kết nối mới có hiệu quả ánh sáng tốt hơn, nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân và giúp cảnh sát tuần tra các khu vực lân cận dễ dàng hơn. Công nghệ này cũng giúp cả người đi bộ và phương tiện giao thông dễ dàng quan sát đường hơn. “Với hệ thống cũ trước đây, nếu đèn đường hỏng, người dân sẽ phải gọi điện thoại báo cho nhà cung cấp dịch vụ, còn giờ đây, chúng tôi biết ngay khi nào đèn tắt” - Thị trưởng thành phố Albany, ông Kathy Sheehan cho biết.

Việc nâng cấp và mở rộng hệ thống chiếu sáng đường phố cung cấp cơ sở hạ tầng công nghệ vững chắc mà đô thị cần để bắt đầu hành trình tiến tới xây dựng thành phố thông minh, giải quyết các thách thức khác như giao thông, an toàn công cộng và tính bền vững, đồng thời cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân.

Trường hợp thành công ở Nhật Bản và Campuchia

Tại Nasushiobara, một thành phố thuộc tỉnh Tochigi của Nhật Bản, một bước quan trọng hướng tới hiệu quả sử dụng năng lượng đã được thực hiện là lắp đặt khoảng 400 đèn đường thông minh Led Minebea Mitsumi được trang bị công nghệ điều khiển độ mờ không dây. Lượng điện tiêu thụ cũng như lượng khí thải CO2 đã giảm đáng kể. Vào tháng 3-2022, khi Chính phủ Nhật Bản yêu cầu một số tỉnh cắt giảm lượng điện tiêu thụ do trận động đất mạnh 7,4 độ richter khiến một số nhà máy điện phải tạm thời ngừng hoạt động, thành phố Nasushiobara đã nhanh chóng thực hiện yêu cầu này chỉ bằng cách giảm bớt ánh sáng đèn đường.

Là nhà sản xuất lớn về thiết bị điện và đèn đường thông minh hiệu suất cao điều khiển mạng không dây, MinebeaMitsumi đã và đang xúc tiến các dự án thành phố thông minh tại Nhật Bản. Chẳng hạn, ở khu vực Suginami, Tokyo, công nghệ được sử dụng để quản lý từ xa đèn đường Led thông minh. Công nghệ này sẽ giúp giám sát trạng thái hoạt động và mức tiêu thụ điện năng của đèn đường, kiểm soát độ sáng, độ mờ của đèn để tiết kiệm năng lượng mà không ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ.

Ứng dụng tương tự được sử dụng ở Toyono, Osaka, để quản lý từng đèn đường riêng lẻ. Độ sáng của đèn đường tại các nút giao thông được tự động đặt ở mức 100%, trong khi các đèn khác được giảm độ sáng ở mức 70% sau nửa đêm để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Công nghệ này cũng góp phần giúp công việc bảo trì hiệu quả hơn bằng cách cho phép phát hiện kịp thời các sự cố vận hành có thể xảy ra. Cũng tại Osaka, MinebeaMitsumi thực hiện một dự án thí điểm tại 8 địa điểm kết hợp hệ thống chiếu sáng thông minh, camera thông minh và cảm biến môi trường. Cơ sở hạ tầng thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn để theo dõi các thông số môi trường quan trọng như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, độ rọi, tốc độ gió, lượng mưa... Dữ liệu được phân tích và đối chiếu để dự đoán các thảm họa có thể xảy ra và xác định sớm rủi ro.

Kết quả tốt cũng được ghi nhận ở Campuchia, nơi hơn 12.000 đèn đường được thay thế bằng đèn Led và được kết nối với mạng không dây để có thể quản lý từ xa. Công nghệ của MinebeaMitsumi giúp làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng tổng thể ở các địa điểm khác nhau bao gồm Thủ đô Phnom Penh và thành phố Siem Reap. Khoảng 55% lượng điện tiết kiệm được là do chuyển đổi sang công nghệ Led, 15% là nhờ vào lịch trình chiếu sáng tự động. Hơn nữa, sự thay đổi điện áp được theo dõi và báo cáo liên tục, do đó, nhà cung cấp có thể vận hành lưới điện theo mức đỉnh và mức giảm được trực quan hóa để tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu nguy cơ mất điện do sự cố.

“Dữ liệu được tận dụng để cảnh báo cộng đồng địa phương, đồng thời điều chỉnh dự báo sản lượng quang điện và quản lý những biến động trong việc cung cấp năng lượng từ các tấm pin mặt trời. Đó là một ví dụ điển hình về cách các thành phố sử dụng công nghệ thông minh để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và sự ổn định của lưới điện, thúc đẩy hành động vì khí hậu” - ông Arneri Borghese cho biết.

Theo Citiestoday