Descărcați documentul () din 20
Noi facem să funcționeze  lucrurile importante*
  • Cele mai bune strategii de dezvoltare pentru un nou peisaj energetic

    Cererea de energie electrică fără precedent remodelează rețeaua electrică. Descoperiți cum companiile de utilități pot fi lideri cu strategii flexibile și pregătite pentru viitor pentru a face față sarcinilor tot mai mari provenite de la centrele de date, electrificare și multe altele.
    Descărcarea studiului tehnic Discutați cu experții noștri

Activarea unei cereri de energie electrică fără precedent

Este gata compania dumneavoastră de utilități? Creșterile nemaivăzute ale cererii de energie electrică vin din mai multe direcții - centre de date, electrificarea tuturor lucrurilor (clădiri, locuințe și transporturi), reindustrializare și multe altele. 

Cererea de energie electrică nu a crescut de două decenii. Acum, observăm o creștere a sarcinii cuprinsă între 2 și 4% de la an la an. Totuși, previziunile pe termen scurt variază substanțial și sunt mult mai dramatice. Cercetările recente efectuate de S&P Global Market Intelligence, care au fost puse în funcțiune de Eaton, sugerează faptul că operatorii de utilități din America de Nord anticipează o creștere a sarcinii de 36% în următorii cinci până la zeceani. În SUA, se așteaptă ca cererea de energie numai de la centrele de date să se dubleze sau să se tripleze până în 2028, trecând de la 176 terawați oră (TWh) în 2023 la undeva între 325 și 580 TWh2.

Această creșterii a cererii de energie electrică necesită coordonarea între industrii pentru a lucra împreună. Colaborarea strategică dintre companiile de utilități, furnizori și clienți va fi esențială. Acest tip de creștere a cererii este un îndemn la a lucra diferit și creează oportunități pentru noi colaborări, pentru dezvoltarea și adoptarea accelerată a tehnologiilor, modernizarea infrastructurii, precum și surse suplimentare de energie.

Eaton electric power Data Center

Eforturi multi-direcționale pentru a ajuta la alimentarea cererii

Nu există o singură soluție pentru a rezolva creșterea cererii de energie electrică Investițiile pentru modernizarea și optimizarea rețelei, creșterea capacității și asigurarea flexibilității sunt vitale. Acesta este doar începutul.

Abilitatea de a adăuga noi capacități va fi cu siguranță esențială. Soluțiile inteligente de gestionare a energiei electrice pot ajuta la susținerea acestor inițiative, dar simpla adăugare de capacitate nu va fi suficientă pentru a satisface suficient de rapid creșterea anticipată a sarcinii.

Infrastructura actuală este fie insuficientă și/sau învechită pentru a face față creșterii, conform celor menționate de 44% dintre respondenții companiilor de utilități la sondajul S&P Global Market Intelligence . În 2015, Departamentul Energiei al SUA a constatat că 70% din liniile de transmisie din SUA aveau o vechime de peste 25 de ani (sau mai mult). Există o finanțare de 7,6 miliarde de dolari pentru 105 proiecte selectate de consolidare a rețelei de utilități în toate cele 50 de state americane.

1303526803

Este important de menționat faptul că operatorii de utilități din America de Nord și din afara ei consideră că există o capacitate neutilizată în rețea care ar putea fi utilizată. Instrumentele digitale pot ajuta la eliberarea unei capacități semnificative; 44% dintre furnizorii de utilități consideră că se poate adăuga până la 24% din capacitatea suplimentară la rețea, iar încă 40% dintre furnizorii de utilități suspectează că potențiala creștere este chiar mai mare (de până la49%).

Abordarea creșterii va necesita invariabil flexibilitate în gestionarea cererii și ofertei. Când te gândești la mixul viitor de producere a energiei și la nevoile de resurse pentru rețea, nu este vorba doar despre investiții în rețea sau creșterea capacității. Flexibilitatea cererii este vitală; fără aceasta, consumul de energie se va confrunta cu limitările fizice ale liniilor de distribuție, ale substațiilor și ale transformatoarelor care nu au fost dimensionate pentru creșterile cererii. Această flexibilitate poate fi pusă în aplicare pentru gestionarea rețelei, ajutând la orchestrarea acesteia prin automatizare și control edge. Și există instrumente puternice care pot ajuta, fie în rețea, acasă, în centre de date sau în clădiri și operațiuni industriale.

La Eaton, soluțiile și expertiza noastră electrică joacă un rol vital în infrastructura critică aproape peste tot. În ultimul secol, soluțiile noastre au funcționat pe ambele părți ale contorului electric. Astăzi, portofoliul nostru de produse, servicii și soluții permite fluxul bidirecțional de energie electrică, oferind o nouă flexibilitate pentru companiile de utilități, centre de date, industrii, clădiri, locuințe și multe altele. Și vedem oportunități noi și extrem de necesare de colaborare în cadrul industriilor și aplicațiilor, precum și între acestea, pentru a susține o rețea mai dinamică.

Soluții de rețea la îndemână

Cea mai bună modalitate de a adăuga noi resurse și capacitate în rețea, în siguranță și eficient din punct de vedere al costurilor, începe cu o bună planificare. Între timp, flexibilitatea rețelei depinde de automatizarea și controalele puternice ale rețelei și de înțelegerea modelelor de consum de energie de către clienți. Există o nevoie acută de a facilita și accelera studiile de interconectare, de a valida viabilitatea interconectării atât a noilor resurse, cât și a sarcinilor din rețea, de a planifica activ cererea viitoare, de a evalua schimbarea modelelor de utilizare a energiei și de a permite un nou control și flexibilitate a rețelei edge.
engineer-superimposed-solar-turbines-getty-182958810
Software-ul de modelare a rețelei joacă un rol important în eliminarea barierelor tradiționale pentru a partaja date și a transforma planificarea distribuției. Permite planificatorilor de rețele să accelereze analizele esențiale pentru proiectele energetice și să proiecteze alternative fără cabluri rapid și în siguranță, reducând în același timp riscul de erori umane. Acest lucru înseamnă că analiza necesară pentru validarea viabilității noii capacități poate dura câteva ore, în loc de săptămâni sau luni. Acest instrument dovedit și puternic oferă o imagine holistică și precisă a modelului realizat („as-built”) și a celui planificat („as-planned”) astfel încât companiile de utilități să gestioneze schimbarea și să anticipeze evoluțiile. La Eaton, colaborăm cu companiile de utilități pentru a le personaliza modelul – atât pentru datele pe care le aveți astăzi, cât și pentru cele de care veți avea nevoie în viitor.
Cum schimbarea comportamentelor energetice ale clienților va afecta rețeaua? Există și un instrument pentru asta. Tot mai mult, consumatorii tradiționali de energie adaugă energie solară, stocarea energiei și încărcarea vehiculelor electrice (EV). Așadar, este mai important să înțelegem și să evaluăm modul în care diverse modele de consum influențează rețeaua și să găsim oportunități de a o optimiza. Astăzi, una dintre cele mai bune modalități prin care companiile de utilități pot afla unde se adaugă încărcarea vehiculelor electrice, de exemplu, este prin intermediul programelor de stimulare. O vizibilitate sporită asupra adoptării încărcării vehiculelor electrice (EV) este deosebit de importantă, iar analizele avansate pot fi de ajutor. Oferim informațiile necesare pentru a vă ajuta să anticipați și să gestionați impactul încărcării vehiculelor electrice, ajutând la monitorizarea activelor critice pentru probleme de capacitate.
woman-waiting-for-ev-charging-getty-1284782429
Când vine vorba de flexibilitatea ofertei și a cererii rețelei, automatizarea și controlul sunt esențiale, iar noi, la Eaton, am implementat aceste tehnologii de zeci de ani. De exemplu, programele de răspuns la cerere accesează noi informații, date și control, aflate în spatele contorului, pentru a sprijini reziliența și flexibilitatea. De asemenea, lucrăm la controale pentru coordonarea diverselor surse de energie la rețeaua edge.

Coordonare și colaborare în spatele contorului

Mai mult ca niciodată, consumatorii tradiționali de energie generează, stochează și utilizează energia în moduri noi. Această dinamică schimbă relația dintre companiile de utilități și clienți. Prin urmare, clienții pot deveni acum parteneri în producția de energie și pot susține flexibilitatea rețelei. În acest mediu, consumatorii de energie de pretutindeni ar putea fi solicitați să ajute la furnizarea energiei în rețea atunci când este nevoie. Această abordare pune investițiile în energia electrică de la fața locului în serviciul rețelei și ajută la reducerea cererii totale. Toată lumea beneficiază de acest scenariu, facilitând calea către un viitor cu un consum mai mare de energie—ajutând la accelerarea creșterii industriale și a centrelor de date, sprijinind electrificarea tuturor lucrurilor și ajutând la reducerea costurilor. 
it-engineer-configuring-servers-technology-getty-147456329-600px
Se așteaptă ca nevoia centrelor de date să treacă de la mai puțin de 2% din resursele energetice ale SUA (în 2018) la undeva între 6,7 și 12% până în 2028—făcând centrele de date să fie piața cu cea mai rapidă creștere4. Dincolo de nevoile tot mai mari de energie, centrele de date AI au fluctuații mari de sarcină, ceea ce face ca abordarea tradițională de planificare a capacității de vârf să fie extrem de costisitoare. În acest mediu de creștere și cu fluctuații de sarcină, intensificarea investițiilor în energie este esențială atât pentru rețea, cât și pentru centrele de date.

Cum se desfășoară asta? Sursele de alimentare neîntreruptibilă (UPS) interactive cu rețeaua electrică pot ajuta atât la uniformizarea profilurilor de încărcare ale centrelor de date AI, cât și la susținerea răspunsului cu frecvență în zonele cu penetrare ridicată a energiei regenerabile, acoperind în același timp nevoile de alimentare de urgență. Acest lucru se realizează cu ajutorul a două invertoare independente; un invertor susține sarcina centrului de date, în timp ce celălalt poate absorbi sau elibera energie din baterie la cerere, atunci când se solicită de către operatorul rețelei. Această strategie susține stabilizarea frecvenței și este deja utilizată la scară largă în Europa.

Sistemele de stocare a energiei și microrețele implementate de marii consumatori de energie, cum ar fi cei industriali și centrele de date, pot, de asemenea, să sprijine obiectivele de reziliență și flexibilitate a rețelei. De exemplu, o microrețea de energie curată furnizează mai mult de jumătate din energia necesară pentru a susține fabrica noastră din Arecibo și poate împinge energia înapoi în rețea, susținând cererea regională de energie electrică. Controlerul microrețelei oferă funcții importante de management și optimizare în timp real pentru a gestiona variabilitatea sarcinii.

În plus, vehiculele electrice au potențialul de a deveni o resursă extraordinară pentru rețeaua electrică dacă sunt integrate corespunzător. Colaborăm cu companii de utilități, producători de vehicule, parteneri din industrie și alții pentru a pregăti terenul pentru standardele vehicle-to-grid (V2G)5. În prezent, în California este permis doar curentul continuu (c.c.) vehicle-to-grid și necesită un invertor suplimentar. În colaborare cu operatorul de utilități, am lucrat pentru a demonstra tehnologia vehicle‑to‑grid (V2G) în curent alternativ (c.a.), care utilizează invertorul de la bordul vehiculului (reducând necesarul de echipamente la fața locului) — făcând-o mai simplă și mai rentabilă
Având în vedere că unele date indică o creștere de 127% a cererii de energie din locuințele electrificate, gestionarea cererii de energie este esențială atât pentru rețea, cât și pentru proprietarii de locuințe. Panourile electrice din peste 48 de milioane de locuințe din SUA ar avea nevoie de o capacitate de service mai mare pentru a susține electrificarea6. Pentru a evita creșterile de capacitate, multe locuințe pot utiliza gestionarea inteligentă a sarcinii—nu este nevoie ca totul să fie pornit în același timp. Cu managementul inteligent al sarcinii încorporat în întrerupătoarele automate, multe locuințe pot evita creșterile de capacitate. În același timp, tehnologia care permite gestionarea sarcinii poate oferi o nouă vizibilitate și control rețelei edge pentru programele de răspuns la cerere. Tehnologia a fost demonstrată prin teste pe teren EPRI pentru a oferi informații granulare, în spatele contorului, privind utilizarea și controlul energiei— oferind flexibilitate rețelei și permițând managementul inteligent al sarcinii ladomiciliu7.
aeriel-solar-panels-modern-residential-rooftops-getty-1389318072

Ciclul de creștere determină rețeaua viitorului

Timp de peste un secol, rețeaua electrică a funcționat în același mod. Furnizarea de energie electrică în siguranță, fiabilă și la prețuri accesibile a implicat mutarea energiei electrice de la locul în care a fost generată (centralizat) până la locul în care era nevoie de ea.

Astăzi, această realitate a fost răsturnată de noi dinamici ale rețelei. După ani de creștere stagnantă – sau chiar în scădere – ne aflăm acum în primele etape ale unui nou ciclu de creștere. Megatendințe precum tranziția energetică, electrificarea, centrele de date AI, reindustrializarea și reglementările ecologice remodelează rețeaua electrică. Prin urmare, companiile de utilități beneficiază de câteva decenii de condiții favorabile.

Consumatorii tradiționali de energie pot face mult mai mult decât doar să primească energie de la rețea; acum pot genera, stoca, gestiona și utiliza energia în moduri noi. Această dinamică deschide noi oportunități și strategii de gestionare a rețelei.

Prin reunirea priorităților mai multor stakeholderi, companiile de utilități vor continua să modeleze o rețea mai inteligentă, mai dinamică și mai flexibilă. Îndeplinirea proiecțiilor de creștere a sarcinii și a nevoilor rețelei în viitor depinde de flexibilitate și strategii inteligente care să pună activele energetice în funcțiune în moduri noi:

  • Identificarea capacității disponibile în rețea
  • Adăugarea de capacitate suplimentară acolo unde este nevoie
  • Gestionarea cererii și ofertei de ambele părți ale contorului pentru a optimiza și a dimensiona corect sistemele energetice
     

Deși în prezent există numeroase soluții disponibile pentru a crește flexibilitatea rețelei electrice, mai multe investiții în capacitate, controlul și automatizarea rețelei, precum și eforturi de cercetare și dezvoltare sunt esențiale. Educația și formarea profesională în industrie sunt esențiale pentru a ține pasul, mai ales pe măsură ce sistemele energetice se schimbă. O colaborare strânsă cu furnizorii, clienții și industria va crea noi căi și strategii mai eficiente. Aceasta este o perioadă extraordinară. Cu toții avem nevoie de electricitate mai mult ca niciodată. Companiile de utilități vor continua să fie deschizătoare de drumuri, iar producătorii ca noi le vor sprijini în eforturile lor de a adapta rețeaua pentru a alimenta un nou peisaj energetic.

1Adoptarea, executarea și extinderea transformării digitale în urma inteligenței artificiale, colectarea și analiza datelor de către 451 Research, S&P Global Market Intelligence, 2024.

2Raport din 2024 privind consumul de energie al centrelor de date din SUA, realizat de Laboratorul Național Lawrence Berkley, decembrie 2024.

3„Trilema energetică” necesită soluții unice și o abordare holistică, colectarea și analiza datelor de către 451 Research, S&P Global Market Intelligence, 2024.

4Raport din 2024 privind consumul de energie al centrelor de date din SUA, realizat de Laboratorul Național Lawrence Berkley, decembrie 2024.

5Lucru în echipă în ceea ce privește vehiculele electrice: stabilirea unor noi reguli rutiere pentru abordarea vehicle-to-grid în Energized de către Edison International, aprilie 2024.

6Abordarea unui obstacol în electrificare: capacitatea panourilor electrice rezidențiale de către Pecan Street, august 2021.

7Informații bazate pe date pentru clienții de energie electrică în EPRI Journal, mai 2018.

Autor - Jason Plane, manager segment de utilități la Eaton