על דבורים, רשתות חשמל, ויעילות אנרגטית

חברת REGEN Energy פיתחה מערכת לניהול אופטימאלי של צריכת אנרגיה, על בסיס נחיל דבורים.

מאת: יעל הלפמן כהן

בשנת 2003 היו בקנדה אירועים רבים של שיבושים באספקת החשמל, שנבעו מביקוש שיא נקודתי בשעות העומס. הפחתת העומס תורמת ליציבות באספקת החשמל לצרכנים, ולהפחתה בפליטת פחמן לסביבה.

כיצד, אם כן, ניתן להפחית את העומס על הרשת בשעות העומס?

מרק קרבל ורומן קוליק, שני יזמים קנדים בעלי רקע בהנדסת חשמל, מדעי מחשב ומתמטיקה, ובעלי ניסיון בתכנון מערכות תוכנה לניהול אנרגיה זיהו את האתגר, וחיפשו פתרון פשוט ואינטגרטיבי, שיוכל גם להשיא שורת רווח אך גם לפתור בעיה סביבתית ולצמצם את פליטת הפחמן.

בתחילת הדרך זיהו היזמים כי מבני תעשייה הם גורם מפתח ביצירת הביקוש לחשמל. מבנים אלו בארה”ב, למשל, אחראים ל – 39% מצריכת החשמל הכללית בארה”ב. תרומתם לעומס בביקוש אף גבוהה יותר, בשל צרכי הקירור של מבנים אלה בימים החמים של הקיץ. עוד גילו היזמים, שבעלי המבנים מוטרדים מאוד מהעלייה המשמעותית בחשבון החשמל שלהם בתקופות השיא. על ידי הפחתת הצריכה בשעות העומס, המסבירה 20-50 אחוז מהחשבון החודשי, קיים פוטנציאל עצום לחיסכון.

הפתרון שמוצע להפחתת הביקוש בשעות העומס קשור להתנהלות של נחיל דבורים. הדבורים מתקשרות ביניהן ללא שלטון מרכזי, על בסיס כללים פשוטים. התוצאה היא התנהגות אופטימאלית ברמת הנחיל, המכונה אינטליגנציית הנחיל.

תמונה מאת CC 3.0 Sahzade

היזמים פיתחו אלגוריתם המבוסס על התקשורת בין דבורים, ומאפשר לכל צרכני האנרגיה במבנה ל”תקשר” זה עם זה, ולהרים “דגל אדום” במקרה של צריכת אנרגיה לא הכרחית. צרכני אנרגיה כמו מזגנים, משאבות, מדחסים ודומיהם פועלים במחזוריות. כאשר אין התאמה בין פעולתם, וכאשר הם מופעלים באותו הזמן, נוצר ביקוש שיא.
הפתרון הביומימטי הוא בקר EnviroGrid ,המקשר בין הבקרים של הציוד בבניין, ופועל כמתג חכם. משך התקנת הבקר הוא כ-30 דקות בלבד, תוך הפרעה מינימלית לתפעול השוטף. כל 2 דקות הבקר דוגם את צרכני האנרגיה, והמידע מועבר לרשת הצרכנים. ברגע שמספר בקרים הופעלו בו זמנית, מופעל תקן Zigbee (פרוטוקול לתקשורת אלחוטית מקומית בגלי רדיו) לקביעת סדר ההפעלה האופטימאלי. כך למעשה, כל צרכן אנרגיה הוא צומת, ברשת שפועלת באופן עצמאי אך מתחשבת במצב הצמתים האחרים. בבניין טיפוסי יש
בין 10 ל- 40 בקרים, העובדים יחד תוך חיקוי התקשורת בכוורת – ככל שיש יותר צמתים ברשת, כך היא יעילה יותר.
התוצאה: הפחתת הביקוש בשעות העומס ע”י איזון ביקושים, שימוש באנרגיה רק בעת הצורך, זיהוי חוסר יעילות והתראה לגביה.
חברת Regen Energy זכתה להכרה ולפרסים, וצמחה והתפתחה למרות התחרות הגבוהה בשוק המערכות לניהול אנרגיה. החברה החלה לפעול גם בארה”ב, כשהיא מציעה צמצום של כ- 20% בחשבון החשמל של הלקוחות, והחזר השקעה אטרקטיבי של 1.2 שנים על המערכת.