مدیریت نوسانهای ناشی از ورود و خروج منابع مختلف انرژی و پاسخگویی همزمان به مصرف فزاینده مراکز داده، نیازمند توسعه شبکههای برق در مقیاسی گسترده و استفاده از سامانههای هوشمندتر است.
بر اساس گزارش وزارت انرژی آمریکا، نوسازی شبکه برق و تبدیل آن به شبکهای هوشمند و مقاوم، با استفاده از فناوریها، تجهیزات و سامانههای کنترلی پیشرفته میتواند تعداد و مدت خاموشیها را کاهش دهد، آثار حوادثی مانند طوفانها را محدود کند و روند بازگرداندن برق پس از قطعی را سرعت ببخشد.
شبکههای مدرن همچنین میتوانند زمینه کاهش بار اوج مصرف، ادغام بهتر انرژیهای تجدیدپذیر، افزایش امنیت و کاهش هزینههای عملیاتی شرکتهای برق را فراهم کنند. آزمایش فناوری کوانتومی در شبکه برق چین
چین اکنون کاربرد فناوری کوانتومی را برای حل بخشی از مشکلات شبکه برق آزمایش میکند. گروهی از پژوهشگران در یک پروژه آزمایشی در پست برق شهر هفئی، مرکز استان آنهویی، در حال بررسی قابلیتهای فناوریهای کوانتومی برای افزایش تابآوری و قابلیت اطمینان شبکه هستند.
در این پروژه از حسگرهای کوانتومی، ارتباطات امن و رایانش کوانتومی برای شناسایی خطاها، افزایش دقت اندازهگیریها و مدلسازی عملکرد شبکه استفاده میشود.
این پست برق از زمان ساخت در سال ۲۰۲۴ به محل آزمایش مجموعهای از فناوریهای کوانتومی تبدیل شده است. حسگرهای کوانتومی برای شناسایی خطا پیش از خاموشی
یکی از آزمایشهای انجامشده در این پروژه، استفاده ۱۸ماهه از حسگرهای کوانتومی برای شناسایی نقصها و مشکلات احتمالی شبکه بوده است.
این حسگرها قادرند سیگنالهای الکتریکی بسیار ضعیف و تغییرات جزئی دما و رطوبت را در اتاق سوئیچگیر شناسایی کنند. چنین قابلیتی میتواند به حفاظت بهتر از تجهیزات کمک کرده و حتی امکان شناسایی برخی مشکلات را پیش از تبدیل شدن آنها به اختلال گسترده یا خاموشی فراهم کند.
چین امیدوار است با توسعه این فناوریها، برخی ضعفهای شبکههای برق سنتی از جمله تأخیر در پایش تجهیزات، خطاهای اندازهگیری، خطرات مرتبط با امنیت داده و بار محاسباتی ناشی از تحلیل سامانههای پیچیده برق را کاهش دهد.
بر اساس برآورد پژوهشگران، استفاده از این فناوری میتواند خطاهای اندازهگیری برق در این پست را سالانه بیش از ۵۰۰ هزار کیلوواتساعت کاهش دهد. فناوری کوانتومی از آزمایشگاه به شبکه برق میرسد
تیان تنگ، پژوهشگر شرکت برق آنهویی، با اشاره به نتایج این پروژه گفت عملکرد سامانه نشان داده است که فناوری کوانتومی صرفاً یک فناوری نمایشی نیست و میتواند در پشتیبانی واقعی از تأمین برق و توسعه شبکه مورد استفاده قرار گیرد.
کاربرد فناوری کوانتومی در صنعت انرژی تنها به شبکه برق محدود نمیشود. پژوهشگران در نقاط مختلف جهان در حال بررسی کاربردهای این فناوری در حوزههایی مانند برداشت انرژی تلفشده به شکل گرما، توسعه تجهیزات الکترونیکی با اتلاف انرژی کمتر و ساخت باتریهای کوانتومی هستند.
باتریهای کوانتومی از جمله فناوریهایی هستند که پژوهشگران امیدوارند بتوانند در آینده، انرژی را با سرعت بیشتری نسبت به فناوریهای متداول ذخیره کنند. آیا فناوری کوانتومی راهحل آینده خاموشیهاست؟
با تبدیل شدن امنیت انرژی و پایداری شبکه برق به یکی از اولویتهای جهانی، نوسازی زیرساختهای برق به یکی از حوزههایی تبدیل شده است که فناوریهای کوانتومی میتوانند در آینده نقش مهمی در آن ایفا کنند.
با این حال، استفاده گسترده از این فناوری در شبکههای برق همچنان نیازمند توسعه بیشتر، آزمایشهای میدانی و ارزیابی هزینه و مقیاسپذیری است. تجربه چین در هفئی را میتوان یکی از نمونههای اولیه تلاش برای انتقال فناوری کوانتومی از محیط آزمایشگاهی به زیرساختهای حیاتی انرژی دانست.
