利用物联网和数字孪生将能源运输效率提高高达 30%

向更清洁、更环保的能源生产模式的转变已经势不可挡。在全球范围内，可再生能源装机容量连续四年超过新增化石燃料和核电装机容量的总和。然而，这也带来了一些需要解决的额外挑战。现有的基础设施是否能够吸收和传输这种新能源？传统基础设施如何应对气候变化带来的能源波动？

西班牙能源传输网络管理者雷德亚需要回答这些问题。西班牙正在成为清洁能源发电的标杆。西班牙将必需品（与欧洲的能源隔离）转变为美德，截至2023 年，可再生能源覆盖了其国民消费的 50% 以上，最高达到 73%。

在一次雄心勃勃的合作中，西班牙电信公司 ( Telefónica ) 、西班牙 TSO Redeia和 Libelium 踏上了一场变革之旅，旨在彻底改变整个欧洲交通运输行业的能源效率。这项计划的核心是动态线路评级 (DLR) 系统、尖端天气传感器和数字孪生技术的集成。这三项创新代表着优化能源运输和分配的重大飞跃，符合全球可持续发展目标并突破了欧洲交通能源效率的界限。

这些创新技术的结合能够为电力公司提供有效的工具，以应对我们目前面临的重大挑战，即世界现有基础设施的运行低于峰值性能，并且必须整合来自多种来源的越来越多的可再生能源。

挑战

传统的交通网络内能源流管理方法往往是静态的，无法适应实时条件，导致效率低下和碳足迹增加。挑战在于创建一个更具动态性、效率高且环保的系统，能够实时响应变化的条件，从而高效规划能源运输，确保最佳能源分配，并最大限度地减少浪费。

由于可再生能源依赖变化的天气条件，能源运输也变得复杂。这就需要对运输系统进行能源优化，使其能够动态适应这些变化。

DLR 的优化

在深入研究 Libelium 的提议之前，让我们先了解一些理论。

如前所述，该项目的基础是动态线路评级 (DLR) 系统、先进的天气监测设备和数字孪生技术。

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这项技术组合有助于提高能源运输和分配的效率，与全球对可持续发展的追求产生共鸣。

DLR 是指电力线的承载能力，它会根据当前的环境和运行条件实时变化。承载能力通常采用基于对环境条件的保守估计的静态方法来确定。

解决方案

grid360：Libelium 针对能源运输效率的提案

grid360 是一款突破性的解决方案，源自 Telefónica 的连接解决方案、西班牙传输系统运营商 Redeia 以及 Libelium 先进的物联网技术，旨在提高运输能源效率。该项目利用 DLR 技术，根据实时环境条件动态调整电力线路的容量。这种方法需要精确、及时的数据，这正是 Libelium 的高质量天气传感器发挥作用的地方。这些传感器经过世界气象组织 (WMO)认证，确保其在特定用例中的准确性、可靠性和性能。通过准确监测天气状况，我们可以向 DLR 系统提供关键且可靠的数据。

这种数据驱动的方法结合为气象条件创建数字孪生，可以实现物理世界的虚拟表示。这个数字对应物模拟现实世界的条件，并预测网络将如何应对各种情况，以以前无法想象的方式优化能源分配，并具有长达 72 小时的预测能力。

这种创新工具不仅可以在任何给定时间调整现有网络的性能，以在天气条件允许的情况下实现更高的效率，而且还可以识别需要向下调整的时期，以保护电力线路的状况。

该解决方案已经证明了其增强交通能源优化的能力，安装了 170 多个气象站来监测超过 500 公里的电力线。通过这次测试，Redeia/REE 向电网增加了 200 GWh 的额外可再生能源注入，相当于 64,000 户家庭的用电量。正如 Libelium 向El Economista解释的那样，这就是奥伦塞市。

反过来，这意味着现在通过该解决方案管理消耗，不需要安装任何额外的线路或基础设施。据 Redeia 称，最多可节省 50,000 吨未排放的二氧化碳。

提高效率并削减成本高达 30%

grid360 作为一种尖端解决方案出现，通过物联网技术将能源运输效率提高高达 30%。

通过整合 WMO 认证的气象传感器和数字孪生模型，grid360 可以全面查看实时气象参数，例如风、温度和太阳辐射。这些数据可以精确确定网络在任何特定时刻的最大传输容量，从而为能源公司提供高度准确的预测模型。这种方法：

优化能量分配降低经济成本最大限度地减少对环境的影响，为数字化和绿色转型铺平道路

这样，将使用气象监测数据，从环境角度根据最合适的时间调整运输周期。有效风是由与线路方向和几何形状相关的风速和风向产生的，在 DLR 中起着至关重要的作用，它充当线路本身的天然冷却器，并且是对线路载流量计算影响最大的元素。

定义载流量的更多理论

安培容量是指导体或设备在承受即时或逐渐损坏之前可以承载的最大电流量。也称为载流能力，通常以安培为单位。

该图说明了具有与不同温度下的风相关的标准机电特性的导体的载流量计算，其中在中等风速范围内观察到线路容量显着增加 - 从 0 m/s 到 6 m/s（相当于20 公里/小时）—。当速度超过 6 m/s 时，载流量增加超过 50%。这些发现强调了获得极其精确的气象数据以确定线路适应性能的重要性。

此外，数字孪生还可以识别在任何给定时刻可注入基础设施的能量流，从而可以提前 72 小时计划传输。

超越挑战

这项计划的意义远不止提高能源效率和减少碳排放。它为更智能、适应性更强的基础设施铺平了道路，这些基础设施能够满足日益增长的城市化需求，同时保持可持续性的核心。此次合作的成功证明了物联网、DLR 和数字孪生技术有潜力改变交通运输部门和现代世界的各个方面，体现了欧洲交通能源效率的本质。

通过不断创新和协作，Telefónica、Redeia 和 Libelium 正在为可持续发展树立新标准。我们的工作体现了如何利用技术应对当今时代最紧迫的一些挑战，推动我们走向更高效、可持续和互联的未来。

grid360 解决了能源行业面临的紧迫挑战，标志着向更加可持续和高效的未来的深刻转变。其集成的、技术驱动的方法体现了创新如何以最小的环境影响促进向清洁能源的过渡。通过使能源实践与全球可持续发展目标保持一致，grid360 成为行业的灯塔，为当今的挑战提供解决方案，并为可持续能源的未来开辟道路。

注：本文信息来源于libelium，版权归原作者所有。如有侵权，请联系我们移除，谢谢。