شبكات كهرباء ذكية لمنازل المستقبل

يتوقع العلماء أن يعيش أربعة أخماس سكان الأرض فى مدن عملاقة بحلول عام 2030، وسيشكّل إمدادهم بالطاقة تحديا يقول العلماء إن من الممكن التغلب عليه من خلال شبكات كهرباء ذكية ومبرمجة حاسوبياً، تستفيد بشكل أمثل من الطاقات المتجددة، وتخفف عبء أسعار الطاقة عن المستهلك بما يسمى ب"العدّادات الذكية". وقد بدأ تصميم وإنتاج أنظمة الطاقة المستقبلية بالفعل فى مختبر الطاقة الذكية، بإشراف الباحث كريستوف فيتفَر فى معهد فراونهوفر لأبحاث أنظمة الطاقة الشمسية فى مدينة فرايبورغ جنوب غرب ألمانيا. ويشير فيتفر إلى أن أبحاثهم تتركز على كيفية تحسين استهلاك الطاقة بشكل أمثل، وكيفية توليد الطاقة حرارياً وكهربائياً بكفاءة فى شبكة الكهرباء المستقبلية.
ويستعرض الباحث نموذجا لتوليد الكهرباء والماء الساخن يمكن استخدامه فى منازل المستقبل لتوليد الطاقة بشكل لا مركزي، بدلاً من استخلاص الطاقة من محطات الطاقة الكبيرة المركزية.
ووفقا لهذا النموذج - حسب فيتفر - يتم توليد الطاقة عن طريق توربينات (عنفات) صغيرة للرياح أو ألواح صغيرة للخلايا الشمسية مثبتة على سطوح المنازل، أو بواسطة مضخات حرارية فى الطابق السفلى للمنزل باستخدام الغاز الحيوى أو الحطب، لإنتاج الكهرباء وتسخين الماء فى آن واحد.
وبمقدور شبكة الطاقة الذكية مساعدة نفسها بنفسها بواسطة تجهيزات إلكترونية مبرمجة بشكل أوتوماتيكى كامل، ففى مولد الطاقة الذكى يوجد خزان للحرارة الفائضة عن توليد الكهرباء، والتى يتم بالتالى استخدامها لتسخين المياه التى تُستَخدَم فى المنزل نفسه. مما يزيد كفاءة توليد الطاقة. ويمكن تعميم هذه التقنية لتأمين الطاقة على حى بأكمله.
ويعتبر الغاز الطبيعى مناسبا جدا فى شبكة الكهرباء الذكية التى تستخدم مصادر الطاقة المتجددة، لأنه يُستخدَم أيضاً كمصدَر للطاقة الاحتياطية المغذية لشبكة الكهرباء، حين يصيبها نقص فى الكهرباء المولَّدة من الرياح أو الشمس، وهذا ينطبق على شبكة الكهرباء الرئيسية العامة أيضاً التى تزوّد مدناً بأكملها بالطاقة.