15-6 المناقشة

الاكتفاء الذاتي إن نظام الطاقة المقترح لمفهوم Smarthood قادر على تحقيق استقلال شبه كامل لل شبكة من خلال استخدام المرونة التي توفرها مختلف مكونات النظام. نظام أكوابونك، وخاصة، لديه إيجابية

الجدول 15.4 الطلب المرن على نظام أكوابونك

الجدول ثياد tr class = «رأس» ال المكون /ث ال ترتيب الحجم /ث ال المرونة /ث /tr /thead tbody tr class = «غريب» الصف td = 3 مضخات /td TD 0.05 - 0.15 كيلوسوبي/الفرعية MSUP3/سوب /td الصف td = 3 ليس كل المضخات يجب أن تعمل بشكل مستمر. يجب أن تعمل العمليات الرئيسية (التحكم في الأكسجين، والتحكم في الأمونيا، ومراقبة Cosub2/sub، وتبادل الدبابات، ومراقبة المواد الصلبة المعلقة) بشكل مستمر. العمليات الأصغر مثل الجرعات العازلة للدرجة الحموضة، أو إجراءات الغسيل العكسي، أو تبادل المياه، أو الأوكسجين الاحتياطي لا يجب أن تعمل بشكل مستمر /td /tr tr class = «حتى» TD 1—3 كيلوسوبي/الفرعية /td /tr tr class = «حتى» TD ٨,٧٦ - ٢٨,٢٦ ميغاوات/ساعة في السنة /td /tr tr class = «غريب» الصف td = 2 الإضاءة /td TD 80—150 واط/MSUP2/سوب /td الصف td = 2 تحتاج النباتات ~ 4-6 ح من الظلام، في بقية اليوم أنها يمكن أن تكون مضاءة بشكل مصطنع. وهذا يترك ما يقرب من 0 (الصيف) إلى 12 ساعة (الشتاء) من الإضاءة الإضافية المرنة /td /tr tr class = «حتى» TD مع عامل القدرة من 10 إلى 20٪ هذا يؤدي إلى ٢٨-١٠٥ ميغاواتساب/السنة كيلوسوبي/الفرعية /td /tr tr class = «غريب» الصف td = 2 تدفئة المساحة (تحت البلاط) وتسخين خزانات الاستزراع المائي /td TD 444 كيلوسوبته/سوب/مسوب/سوب/سنة /td الصف td = 2 نظرًا للكتلة الحرارية العالية للأرضية الخرسانية وحجم المياه الكبير في خزان RAS، يكون الحمل الحراري مرنًا للغاية /td /tr tr class = «غريب» TD 177,8 ميغاواط/ثانوية/السنة /td /tr tr class = «حتى» الصف td = 2 وحدة التقطير /td TD 50 كيلوواط سابته/ميغاهسوبي/سوب/السنة /td الصف td = 2 تعمل وحدة التقطير على الماء الساخن (70—90 درجة مئوية) ويمكن تشغيلها مع درجة كبيرة من المرونة (MEMSYs 2017) /td /tr tr class = «غريب» TD 166,4 ميغاواط/ثانوية/السنة /td /tr /tbody /الجدول

تأثير على المرونة الشاملة للنظام. ومع الاكتفاء الذاتي للطاقة بنسبة 95.38%، يؤدي هذا النظام أداء أفضل من أي نظام آخر مجدي اقتصاديا تم تقييمه في البحوث السابقة (دي Graaf 2018).

Control Architecture تسهيل اقتصاد الطاقة المحلية اللامركزية، مثل تلك المقترحة في مفهوم Smarthoods، يتطلب منصة التي تتبع جميع المعاملات الند للند التي تحدث داخل الحي. ويمكن تصنيف شبكة نظير إلى نظير المناظرة على أنها نهج نظام متعدد العوامل (MAS)، حيث تعمل العقد المتعددة (مثل المنازل أو مباني المرافق) كوكلاء مستقلين لتحقيق هدفهم الخاص (مثل تقليل التكلفة إلى أدنى حد أو زيادة توفير الطاقة) وعملية صنع القرار المقابلة. وهذا النهج اللامركزي والمتعدد الوكلاء لاتخاذ القرارات ضروري بسبب تعقيد النظام. هناك ببساطة الكثير من المعلومات والكثير من المتغيرات لحساب بنية التحكم الهرمية، من أعلى إلى أسفل ومركزية.

Blockchain يمكن أن توفر بنية التحكم في نظام متعدد العوامل القائمة على بلوكشين الإطار اللازم لاستيعاب شبكة نظير إلى نظير اللامركزية. وهناك عدد كبير من العقد الموزعة ضمان الاستقرار والأمن للشبكة، ويمكن استخدام بديل للتعدين: السك. مع السك، يتم إنشاء الرمز/العملات المعدنية على أساس البيانات المقدمة من جهاز في العالم الحقيقي مثل متر الطاقة الذكية. شريطة أن يمكن الوثوق بمصادر المعلومات هذه، أي أن هذه الأجهزة يمكن أن تكون مضادة للعبث، يمكن إنشاء دفتر أستاذ آمن ومستقل يمكن فيه لمختلف أصحاب المصلحة تبادل السلع (مثل الكهرباء) والخدمات (مثل إدارة جانب الطلب). باستخدام العقود الذكية، الخدمات المعقدة مثل مرونة التداول يمكن برمجتها في بنية التحكم في النظام.

_إنترنت الأشياء _ يمكن التحكم في المكونات المكونة لنظام Smarthood، مثل المضخات الحرارية أو الإضاءة المسببة للاحتباس الحراري أو UASB، باستخدام أجهزة الاستشعار والمحركات المتصلة بالإنترنت، والمعروفة باسم إنترنت الأشياء. وتتيح شبكة أجهزة استشعار إنترنت الأشياء الحصول على بيانات واسعة النطاق، تتراوح بين تركيز المغذيات في صهاريج الأسماك، على سبيل المثال، دورات حمولة البطارية، وكل ذلك على أساس كل مرة خطوة. يمكن استخدام هذه البيانات للتحقق من النموذج العددي وتحسين التحكم الديناميكي للنظام.

الذكاء الاصطناعي _ يمكن تحسين التحكم في نظام Smarthood عن طريق تحليل البيانات باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي، مثل البرمجة الوراثية (الخوارزميات التطورية) أو تعلم تعزيز الآلة. مع تعلم تعزيز الآلة، على سبيل المثال، يتم تمرير مجموعة من الإجراءات وتأثيرها على البيئة إلى الخوارزمية كوسيطات الإدخال، جنبا إلى جنب مع الحالة الحالية للنظام ووظيفة الهدف/التكلفة التراكمية. ويمكن تنفيذ عملية صنع القرار في كل أسرة معيشية تتحسن تدريجياً وتتكيف بشكل ديناميكي مع الأوضاع من أجل إيجاد برنامج شبه مثالي لصنع القرار من شأنه أن يدير تدفقات الطاقة داخل المنزل و_Smarthood. يمكن لكل منزل تشغيل مثل هذه الخوارزمية، ونتيجة لذلك، يمكن إنشاء بنية نظام تحكم متعدد العقديات، والمعروفة باسم نظام متعدد العوامل (MAS)، وهو غير مكلف نسبيا حسابيا (مقارنة مع التحكم المركزي) —- وعلى مقربة من الأمثل.

الحواجز القانونية إن الطبيعة الابتكارية للغاية لمختلف جوانب مفهوم Smarthood، مثل الشبكة المجهرية المتعددة الأجيال، ونظام أكوابوني متعدد الحلقات ومتطلبات التخطيط الحضري غير التقليدي، تجلب مجموعة فريدة من التحديات التي يجب التغلب عليها. وبالنسبة للعديد من هذه التحديات، لا يكفي الإطار التنظيمي الحالي لاستيعاب التطورات المقترحة في مفهوم Smarthoods.

Microgrids، على سبيل المثال، تعمل بشكل أفضل عندما يكون هناك سوق محلي يمكن فيه لمختلف prosumers (المستهلكين الذين ينتجون الطاقة في وقت واحد) الانخراط في تداول الطاقة من نظير إلى نظير بدون احتكاك في سوق حرة. و ستعمل قوى السوق بعد ذلك على إنشاء سوق محلية لل طاقة ينتج فيها تقلب أسعار الطاقة عن العرض و الطلب المحليين. وسيؤدي هذا التقلب في الأسعار إلى تحفيز حلول الطاقة الذكية مثل تخزين الطاقة أو إدارة جانب الطلب أو توليد الطاقة المرنة. في معظم بلدان الاتحاد الأوروبي، من المستحيل حاليا وجود سوق محلية حرة بسبب اللوائح التنظيمية؛ ويجب دفع الضرائب عن كل كيلوواط ساعة يمر عبر متر الكهرباء، وسعر الكهرباء للمستهلكين ثابت، ولا يسمح للتوصيل بالمشاركة في سوق الطاقة دون تدخل ثلث طرف يسمى aggregator. ومع الزيادة المتوقعة في تطوير مشاريع الشبكات الصغيرة، سيتعين على الجهات التنظيمية إيجاد سبل لتيسير أسواق الطاقة المحلية من أجل إطلاق الإمكانات الكاملة للشبكات الدقيقة الشديدة التكامل (انظر المثال 15-2).

مثال 15.2**

من التطورات الأخيرة في الإطار التنظيمي في هولندا إدخال experimentererregeling, وهو قانون تجريبي يسمح لعدد صغير من المشاريع المختارة بعناية (مثل de Ceuvel, Z.1) للسماح لتعاونيات الطاقة بأن تصبح مشغل نظام التوزيع الخاص بها, كما لو كانوا وراء اتصال متر واحد. وهذا القانون يدل على وعي الهيئات التنظيمية الهولندية بالحواجز القانونية التي سبق ذكرها، ومن ثم سيفضي على الأرجح إلى تنقيح قانون الكهرباء الحالي في المستقبل القريب من أجل تحسين استيعاب التطورات المتعلقة بالشبكات الصغيرة.

وهناك أيضا بعض الحواجز القانونية في معظم بلدان الاتحاد الأوروبي فيما يتعلق بإعادة استخدام المياه السوداء المعالجة لإنتاج الأسماك والنباتات، إذ يتعين ضمان القضاء التام على مسببات الأمراض البشرية. ويمكن الاطلاع على مزيد من المعلومات عن الإطار القانوني للأحياء المائية في [الفصل 20](/المجتمع/المقالات/الفصل 20 - الأطر التنظيمية - لأكوابونييكس في الاتحاد الأوروبي).