全球的電力企業在疫情大流行期間遭受重大打擊後，目前正積極重回正軌，致力於將日益老化的配電網路進行現代化更新。歐洲、中國和美國政府正在落屬雄心勃勃的擴張計畫，打算建立更多的運算式網路以實現無碳發電。物聯網將會是確保這些巨額投資獲得最大回報的重要基礎。

投入巨資實現數位化

國際能源署（IEA）將智慧電網定義為「使用數位技術和其他先進技術來監控和管理所有發電來源的電力傳輸，從而滿足終端用戶變動的電力需求的電力網絡。以智慧電網盡可能提高電力系統所有部份的運作效率，最大限度地減低成本和環境影響，同時最大限度地提高電力系統的可靠性、適應性和穩定性」。

這些好處推動政府和業界制訂大筆的基礎設施預算；根據IEA的資料，智慧電網的支出在2021年達到3000億美元，至2030年將增為三倍。

物聯網不只是智慧電表

智慧電表可能是宣傳智慧電網的典型代表。隨著電力使用的資訊不斷傳輸到雲端，電力公司可以準確預測未來的需求並為消費者提供變動的電價費率，以鼓勵他們在用電高峰期減少電力消費。

然而，智慧電網並不僅僅是智慧電表。先進的電網由數百萬個重要零組件相互連接，每個零組件都會對電網性能造成影響。無線感測器不僅提供供電資料，在發生雷擊或分支短路等問題時，還可以及早通知電力公司。對於努力維護複雜而精細的電力系統的工程師來說，這些資訊極為重要。

可再生能源帶來挑戰

工程師更傾向於穩定可靠的電力來源，因為這樣的電力供給簡化了電網平衡操作。煤炭發電站儘管存在眾多缺點，但在持續供給方面卻非常穩定可靠。

可再生能源的情形則大不相同，人們很難準確地預測天氣是否晴朗，以及風力的大小，這就帶來了不可預測性和可變性。無論雨天還是晴天，滿足消費者對接入電源的需求變得愈加困難。

物聯網的感測器持續提供來自全國各地的日照和降水資料，電力工程師因此可以切換至運行良好的風能和太陽能場所，並且關閉發電量少的場所，從而平順地消減這些可變性。

在可再生能源無法達到所需容量要求，以及監管機構不想增加煤炭或燃油發電的情況下，連續饋送資料可以協助工程師預測何時最適合使用可快速啟動（且碳排放量相對較低）的燃氣發電站。

使用物聯網達到平衡運作

儘管物聯網的感測器提供了深度資料，但仍然存在無法達到供需平衡的情況。例如澳洲可能出現無風並且高溫的天氣，使每個人都會打開空調，但供應的可再生能源卻很少。而後，人們開啟煤炭發電站以填補用電量差額，碳排放量將會飆升。人們解決短期問題的代價，就是地球的長期利益。

合適的解決方案是在晴天和刮風時所產生的有餘可再生能源，以便在出現用電高峰時將其釋放到電網中。考慮中的想法包括使用多餘的可再生能源生產氫氣，建造大型電池組，將水量抽取到山上備用，甚至旋轉巨型飛輪。

在電動汽車中儲存能量

另一個獲得業界注目的想法，是利用世界上快速增加的電動汽車（EV）作為可再生電力的儲能庫。可以使用物聯網追蹤車輛何時進入車庫以及其電池用於儲能的備用容量，從而協助完成運作過程。然後，物聯網還可以追蹤電網情況，出現電力用量緊張時，可以決定使用哪些電動汽車的電池供電。

因應世界日益增長的能源需求，同時減少碳排放，智慧電網是不可或缺的；而物聯網則是確保電網實現承諾目標的重要基礎。

（本文作者Lorenzo Amicucci於Nordic Semiconductor公司）