του Κωνσταντίνου Συρογιάννη, στο περιοδικό Ecotec
Ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα της σύγχρονης κοινωνίας, είναι η ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό το αγαθό, είναι η κινητήρια δύναμη της εξέλιξης της καθώς η οικονομία και ο άνθρωπος του σήμερα είναι άμεσα εξαρτημένος από την ηλεκτρική ενέργεια. Οι νέες ενεργειακές πηγές, που όλο ένα και περισσότερο απειλούν τα ορυκτά καύσιμα, είναι οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, οι οποίες υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό περιβάλλον. Οι ΑΠΕ είναι ανεξάντλητες και η χρήση τους συμβάλει στη ρύπανση του περιβάλλοντος. Η αξιοποίηση τους περιορίζεται μόνο από την ανάπτυξη αξιόπιστων και οικονομικά αποδεκτών τεχνολογιών που έχουν σκοπό την δέσμευση του δυναμικού τους. Οι κύριοι λόγοι που οδήγησαν στην ευρεία ανάπτυξη των ΑΠΕ είναι η κλιματική αλλαγή, η περιβαλλοντική επιβάρυνση και η επάρκεια συμβατικών πηγών ενέργειας. Οι κυριότερες ΑΠΕ είναι η υδροηλεκτρική, η αιολική η ηλιακή και ακολουθούν η βιομάζα, η γεωθερμία καθώς και η κυματική ενέργεια.
Μερικά στοιχεία που αποδεικνύουν την διεύρυνση των ΑΠΕ και την δυναμική ενσωμάτωση τους, στο σύστημα παραγωγής της ΕΕ είναι τα εξής :
Έτος 2005
Αιολική ενέργεια 6% (41 GW)
Ηλιακή ενέργεια 0,3% (2 GW)
Υδροηλεκτρική ενέργεια 17,7% (120 GW)
Oρυκτά 24,8% (167 GW)
Πυρηνική ενέργεια 19,4% (131 GW)
Πετρέλαιο 7,7% (52 GW)
Άλλα 3,6% (25 GW)
Έτος 2017
Αιολική ενέργεια 18% (169 GW)
Ηλιακή ενέργεια 11,5% (107 GW)
Υδροηλεκτρική ενέργεια 14,6% (137 GW)
Αέριο 20,1% (188 GW)
Oρυκτά 15,8% (148 GW)
Πυρηνική ενέργεια 12,6% (118 GW)
Πετρέλαιο 3% (29 GW)
Άλλα 4,4% (42 GW)
Ωστόσο, υπάρχουν εμπόδια που δυσχεραίνουν την μεγαλύτερη ενσωμάτωση των ΑΠΕ Αυτά είναι η ενσωμάτωση στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, η απρόβλεπτη συμπεριφορά, καθώς δεν είναι πλήρως ελέγξιμη και δημιουργούν προβλήματα στην τάση του δικτύου διανομής. Δημιουργούνται, επίσης υπερφορτίσεις μετασχηματιστών και γραμμών. Προκλήσεις στη λειτουργία συμβατικών μονάδων λόγω «υπερ-παραγωγή» ΑΠΕ. Ακόμα η αποσύνδεση μονάδων ΑΠΕ μπορεί να οδηγήσει σε αστάθεια του συστήματος.
Ένα σημαντικό ζήτημα και μεγάλη πρόκληση για την ηλεκτρική ενέργεια είναι η αποθήκευση ενέργειας. Οι τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας αποτελούν έναν ευέλικτο τρόπο αντιμετώπισης των ανισορροπιών που προκαλούνται από την αύξηση του μεριδίου των μεταβλητών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Πολλές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας είναι διαθέσιμες ή βρίσκονται υπό ανάπτυξη, όπως η αποθήκευση ενέργειας μέσω άντλησης νερού, τα διαφορετικά είδη συσσωρευτών, η αποθήκευση υδρογόνου, η αποθήκευση συμπιεσμένου αέρα, τα συστήματα αποθήκευσης θερμότητας και τα διαφορετικά είδη αποθήκευσης αερίου. Οι ερευνητές επεξεργάζονται εναλλακτικές λύσεις, όπως τους συσσωρευτές λιθίου στερεάς κατάστασης.
Παράλληλα με την ανάπτυξη των ΑΠΕ και της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, στον «στίβο» της ηλεκτρικής ενέργειας του αύριο , θα πρωταγωνιστήσουν και τα έξυπνα δίκτυα (Smart grids). Καθώς οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παίζουν ολοένα και σημαντικότερο ρόλο στην αγορά ενέργειας, η ιδέα τoυ Smart Grid έχει κεντρική θέση στην έρευνα που σχετίζεται με το ηλεκτρικό δίκτυο.
Στην ουσία τα έξυπνα δίκτυα, είναι δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, εκσυγχρονισμένα, τα οποία περιλαμβάνουν τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνιών στην υποδομή διανομής ενέργειας και όλα όσα σχετίζονται με το ηλεκτρικό σύστημα. Είναι πιο ευέλικτα, εξοπλισμένα με έξυπνες συσκευές, ΑΠΕ, ενεργειακά αποδοτικών πόρων, και έξυπνους μετρητές. Το πλεονέκτημα των έξυπνων μετρητών είναι ότι υπολογίζουν τις καταναλώσεις σε πιο αναπτυγμένο επίπεδο από τους κλασσικούς μετρητές και ότι επικοινωνούν με το ηλεκτρικό δίκτυο και στέλνουν τις πληροφορίες για σκοπούς παρακολούθησης και χρεώσεων.
Τα έξυπνα δίκτυα ρυθμίζουν την ισχύς και ελέγχουν την παραγωγή και την διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας και στοχεύουν στην έξυπνη διασύνδεση καταναλωτών και γεννητριών με απώτερο στόχο ένα οικονομικότερο και ασφαλέστερο δίκτυο. Στόχος των έξυπνων δικτύων είναι η δημιουργία ενός αποδοτικού δικτύου διανομής δίνοντας έμφαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και στη διεσπαρμένη παραγωγή, δηλαδή την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κοντά στα φορτία.
Τα έξυπνα δίκτυα, η μεγαλύτερη ενσωμάτωση των ΑΠΕ και η εντονότερη αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν το μέλλον των δικτύων και συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, ένα μέλλον πιο «πράσινο» και φιλικό ως προς το περιβάλλον και τον ίδιο τον άνθρωπο.