بررسی زیرساخت های تبدیل تهران به شهر هوشمند و تحقق تبادل دوسویه انرژی
گئورک قره پتیان با بیان اینکه در حال حاضر بیش از هزار مقاله در مجلات و کنفرانس ها به اسم من و همکارانم که عمدتا دانشجویانم هستند چاپ شده است، توضیح داد: در مسئله استنادات، صحبت این است که بقیه محققان چقدر به کار شما ارجاع داده اند و از آن استفاده کرده‌اند. زمانی که ارجاعات تمام محققان را به ترتیب صعودی به نزولی مرتب کنند و محققی جزو یک درصد اول فهرست محققان قرار گیرد، آن‌گاه آن محقق جزو یک درصد اول دانشمندان پراستناد دنیا محسوب می‌شود.
وی رشته تحصیلی تخصصی خود را مهندسی برق، گرایش قدرت عنوان کرد و گفت: زمینه کاری که بیشتر به آن وارد شده‌ایم، شبکه‌های هوشمند و به‌ویژه ریزشبکه ها (Microgrid) است. یک ریزشبکه، یک شبکه توزیع است که معمولا شامل منابع تولید پراکنده، سیستم ذخیره انرژی و بارها است که می‌تواند به صورت متصل به شبکه و یا به صورت عملکرد جزیره ای مورد بهره برداری قرار گیرد.
استاد تمام دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطرنشان کرد: به دنبال این هستیم که بتوانیم شبکه های توزیع برق فعلی را به شبکه ای تبدیل کنیم که در آن تبادل انرژی و اطلاعات به صورت دوسویه برقرار شود.
قره پتیان توضیح داد: در این راستا تحقیقات متنوعی انجام شده و جهت های گوناگونی دنبال می‌شود که یکی از آن ها حوزه ریزشبکه ها است. آنچه توانسته ایم به طور خاص پیاده کنیم، یک ریزشبکه با ابعاد کوچک در دانشگاه صنعتی امیرکبیر است. این ریزشبکه به عنوان یک نمونه آزمایشگاهی تحقیقاتی در اختیار دانشجویان ارشد و دکتری قرار گرفته و آن‌ها می‌توانند تئوری ها و مباحث نظری خود را روی آن آزمون کنند.
معاون پژوهش و فناوری دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ویژگی خاص این ریزشبکه را که در ایران تک است، وجود دستگاه چرخ طیار (flywheel) در آن دانست و اظهار کرد: این دستگاه در شبکه به صورت یک ذخیره ساز و کنترل کننده فرکانس عمل می‌کند.
قره پتیان در بخشی دیگر از سخنان خود ریزشبکه را یک شبکه توزیع ولتاژ پایین تعریف کرد و افزود: در ریزشبکه مجموعه‌ای از بارهای حرارتی و الکتریکی، به علاوه مجموعه‌ای از تولیدکننده ها و ذخیره سازها وجود دارد. تولیدکننده ها در این سیستم معمولا در سطح ولتاژ پایین به شبکه وصل می شوند و ذخیره سازها هم انواع و اقسام مختلف دارند.
وی یادآور شد: تفاوت این مجموعه با یک شبکه توزیع معمولی این است که تحت یک سیستم کنترل کار می‌کند که این سیستم می‌تواند متمرکز یا توزیع شده باشد.
تبادل دوسویه انرژی در شبکه توزیع برق به چه معناست؟
استاد تمام دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر سپس به موضوع تبادل دوسویه انرژی در شبکه توزیع برق به عنوان هدف انجام این تحقیقات پرداخت و تشریح کرد: در شرایط فعلی تولیدکننده ها به صورت متمرکز هستند؛ مثلا یک نیروگاه داریم به نام نیروگاه شهید رجایی واقع در اتوبان تهران-قزوین که برق تولیدی خود را به سمت مصرف‌کننده ها می‌فرستد. در چنین شرایطی از سمت تولیدکننده به مصرف‌کننده، جهت یک‌سویه انتقال انرژی وجود دارد.
قره پتیان ادامه داد: این در حالی است که در ریزشبکه در سطح ولتاژ مصرف کننده، تولیدکننده قرار می‌گیرد که می‌تواند در کنار مصرف، تولید خود را نیز داشته باشد. در نتیجه تبادل انرژی از سمت پایین به بالا هم اتفاق افتاده و به عبارتی تبادل انرژی از بالادست به پایین دست و بالعکس صورت می‌گیرد.
وی تاکید کرد: جهت گیری ما در ریزشبکه ها و شبکه های هوشمند به این صورت است که مصرف‌کننده‌ها را به مشترک تبدیل می کنیم. تاکنون مصرف کننده فقط مصرف کننده صرف انرژی بوده است، در حالی که مشترک به معنی واقعی کلمه، در مسئله تولید و مصرف، مشارکت دارد.
این دانشمند یک درصد برتر پراستناد دنیا اظهار کرد: به سمت آینده ای پیش می رویم که هر کدام از خانه ها بتوانند در کنار مصرف، تولیدکننده انرژی هم باشند. هر کدام از کارخانه جات ما در ضمن اینکه بتوانند مصرف کنند، تولید هم بکنند و این باعث شود که به طور کلی در مجموعه شبکه های برق، مفهوم مصرف کننده را کنار بگذاریم و به معنی واقعی مشترک را که در شبکه برق مشارکت می‌کند، داشته باشیم. چنین تفاوت عمده ای در آینده به وجود می‌آید.
قره پتیان تشریح کرد: چنین تحقیقاتی در عرض یک یا دو سال به نتیجه نمی رسد و کشورهای پیشرفته نیز افق ۱۰ تا ۲۰ ساله را برای به نتیجه رسیدن تحقیقات خود معین کرده اند. این موضوع جهت گیری آینده است و ما هم باید در این جهت حرکت کنیم.
وی با اشاره به اینکه تبادل دوسویه انرژی در شبکه توزیع برق، در شهر و جزایر نمونه‌ای در آمریکا، کره و کشورهای متفاوت پیاده سازی شده و در یکی از شهرهای امارات هم برنامه‌ای برای پیاده سازی آن وجود دارد، گفت: هر جا چنین پروژه ای انجام شده، یک شهر یا جزیره در قالب پروژه پایلوت یا آزمایشی به مجموعه شبکه هوشمند تبدیل شده و البته شبکه توزیع برق هوشمند نیز در آینده جزوی از شهر هوشمند خواهد بود.
استاد تمام دانشکده مهندسی برق دانشگاه صنعتی امیرکبیر در پاسخ به اینکه آیا تهران قابلیت و زیرساخت های تبدیل شدن به شهر هوشمند و محقق شدن تبادل دوسویه انرژی را دارد، گفت: برای ایجاد زیرساخت، مسائل فنی و مالی مطرح است که ما توانایی فنی را داریم و مسئله اصلی، تامین هزینه هاست. اگر تامین هزینه انجام شود، می توانیم وارد میدان شویم و مسائل فنی را تک به تک و همچون سایر کشورها، به صورت پایلوت، جلو ببریم و حل کنیم.
قره پتیان درباره حمایت های صورت گرفته از تحقیقات فوق، توضیح داد: حمایتی که تاکنون صورت گرفته، در قالب پروژه طرح ملی شبکه هوشمند بوده که جزو طرح های مصوب شورای عالی عتف (علوم، تحقیقات و فناوری) است. همچنین وزارت نیرو و شرکت توانیر از ما حمایت مالی کرده اند که بتوانیم این پروژه را در قالب قرادادهای تحقیقاتی محقق کنیم.
وی اضافه کرد: از طرفی شرکت توانیر نصب دستگاه های اندازه گیری هوشمند را در ۵ نقطه مختلف کشور پیاده سازی کرده و در جهت افزایش تعداد این دستگاه‌ها هم حرکت می کند؛ بنابراین آنچه در دانشگاه انجام می شود، تحقیقات آکادمیک ما در مقابل خواست صنعت است.
