Tương lai xanh được nhắc đến trong nhiều năm gần đây. Mặc dù nguồn cung hạn chế và áp lực môi trường ngày càng tăng do biến đổi khí hậu, chúng ta vẫn chủ yếu dựa vào nhiên liệu hóa thạch cho cả năng lượng và giao thông. Tuy nhiên, nhờ những tiến bộ trong công nghệ kỹ thuật số như IoT, PC công nghiệp và Panel PC công nghiệp, điều đó cuối cùng cũng bắt đầu thay đổi.

Năng lượng tái tạo thông minh và Lưới điện thông minh

Khi thảo luận về “lưới thông minh”, điều hữu ích là bạn nên xác định các thuật ngữ trước tiên. Cụ thể: lưới điện là gì? Lưới điện là một mạng lưới liên kết với nhau gồm các đường dây điện, máy biến áp và nhà máy điện được thiết kế để sản xuất và cung cấp điện cho người tiêu dùng. Để lưới điện hoạt động, lượng năng lượng được sử dụng tại một thời điểm nhất định cần bằng lượng năng lượng được sản xuất và truyền đi.

Theo truyền thống, lưới hoạt động theo một hướng. Điện được sản xuất tại nhà máy điện và được truyền tải đến người sử dụng dọc theo lưới điện. Mô hình này hoạt động tốt trong thế kỷ 20, với công nghệ thế kỷ 20 để đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế kỷ 20. Các nhà máy điện hạt nhân hoặc đốt than có thể điều chỉnh sản lượng của mình dựa trên mức tiêu thụ dự kiến, và hệ thống ít nhiều hoạt động như cần thiết trong nhiều thập kỷ.

Các công nghệ năng lượng xanh, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, không đáp ứng và kiểm soát được như các nguồn năng lượng “không sạch” truyền thống. Nếu nhu cầu tăng đột biến, bảng điều khiển năng lượng mặt trời không thể tạo ra nhiều mặt trời hơn, cũng như tuabin gió không thể tạo ra nhiều gió hơn, trong khi một thứ đơn giản như một đám mây bay qua trước mặt trời có thể làm giảm sản lượng năng lượng lớn tại các nhà máy điện mặt trời. Ngoài ra, chúng ta đã thấy những cải tiến đáng kể trong công nghệ năng lượng trong thập kỷ qua, cả ở dạng pin và pin nhiên liệu điện phân / hydro, nhưng điều này không chỉ giải quyết được vấn đề.

Tham gia vào lưới điện thông minh, cho phép một mạng lưới điện được xây dựng trên công nghệ tái tạo tự động điều chỉnh việc sản xuất, lưu trữ và truyền tải điện. Các cảm biến kỹ thuật số được triển khai trên mạng lưới - tại các tấm pin mặt trời, tuabin gió, máy biến áp, cơ sở lưu trữ năng lượng, v.v. - giám sát việc phát điện, dòng chảy và sử dụng điện.

Dữ liệu được thu thập và phân tích bởi một máy tính chắc chắn gần đó, máy tính này chia sẻ dữ liệu với cả cơ sở dữ liệu trung tâm và các máy tính khác dọc theo mạng để kiểm soát chính xác nguồn điện nào được sử dụng tại một thời điểm nhất định. Ví dụ, máy tính công nghiệp Rugged có thể hướng các tuabin gió hoặc tấm pin mặt trời đến hướng tối ưu do gió hoặc vị trí của mặt trời để tối đa hóa sản lượng năng lượng tiềm năng của chúng.

Giả sử hôm nay là ngày nhiều mây và do đó, cả nhu cầu điện năng đều cao hơn và sản lượng năng lượng mặt trời thấp hơn. Các cảm biến tại một trang trại năng lượng mặt trời có thể phát hiện ra sự sụt giảm sản lượng năng lượng, trong khi các máy tính công nghiệp chắc chắn đặt tại các máy biến áp phát hiện ra nhu cầu tăng đột biến. Dữ liệu này sau đó được chuyển tiếp đến một cơ sở lưu trữ năng lượng, cơ sở này sẽ tự động chuyển từ thu năng lượng sang sử dụng năng lượng, do đó mức điện trong lưới điện khớp chính xác với những gì đang được sử dụng.

Tùy thuộc vào tính chất của lưới điện được đề cập, lưới điện thông minh cũng có thể tự điều chỉnh để kéo thêm điện từ các nguồn truyền thống như than và hạt nhân khi sản xuất từ ​​các nguồn năng lượng tái tạo mới hơn giảm xuống. Dù bằng cách nào, lưới điện thông minh đảm bảo dòng chảy của năng lượng không dừng lại.

Sự trỗi dậy của ô tô điện

Mặc dù công nghệ ô tô điện đã tồn tại gần như ô tô, nhưng lực lượng thị trường và tiến bộ công nghệ cuối cùng cũng phù hợp với nhau để đảm bảo xe điện thay thế xe chạy bằng khí đốt trong những thập kỷ tới. Ngoài danh tiếng cao của Tesla, các công ty lớn trên toàn cầu đang đầu tư rất nhiều vào công nghệ xe điện.

Chúng ta đang ở giữa một sự thay đổi lớn trên toàn bộ ngành công nghiệp ô tô. Ford gần đây đã công bố dòng Mustang Mach E mới của mình. Các nhà sản xuất ô tô hạng sang như Audi, Mercedes Benz và BMW đã tung ra các phiên bản hybrid chạy điện hoặc plug-in cho toàn bộ dòng xe tiêu dùng của họ. VW đã ngừng phát triển hệ thống truyền động Động cơ đốt trong mới. Toyota đang đầu tư mạnh vào pin nhiên liệu hydro và công nghệ EV. Các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc như Nio đang tạo ra toàn bộ nền văn hóa phụ xung quanh các dòng xe điện của họ.

Với sự thay đổi mới này trong giao thông vận tải, công nghệ và cơ sở hạ tầng mới phải được xây dựng để hỗ trợ nó. Công nghiệp 4.0 và Lưới thông minh đều có nghĩa là máy tính và máy tính bảng công nghiệp sẽ được gắn sâu vào từng bước trong vòng đời của xe điện, từ chế tạo cho đến khi đi trên đường.

Bắt đầu từ nhà máy, một loạt các cảm biến kỹ thuật số, máy ảnh thông minh và máy tính công nghiệp chắc chắn sẽ thu thập dữ liệu và trực tiếp sản xuất. Đồng thời, công nhân theo dõi tiến độ từ các máy tính bảng công nghiệp đặt xung quanh nhà máy hoặc từ các máy tính bảng công nghiệp chắc chắn cho phép họ di động. Khi ô tô sẵn sàng rời nhà máy, công nhân có thể sử dụng máy tính bảng công nghiệp hỗ trợ Bluetooth để chạy kiểm soát chất lượng và thực hiện các kiểm tra chẩn đoán bằng cách sử dụng dữ liệu từ các cảm biến được tích hợp trong ô tô.

Một khi xe điện được lưu thông trên đường, chắc chắn chúng sẽ yêu cầu cả nguồn điện và bảo dưỡng. Khi nói đến năng lượng, tùy thuộc vào nhà sản xuất xe được đề cập, chúng sẽ được sạc lại tại một trạm sạc siêu tốc, như với Vinfast hoặc được thay pin tại một trạm thay thế pin, như với NIO. Trong cả hai trường hợp, các máy tính công nghiệp chắc chắn có thể thu thập dữ liệu từ trạm tăng áp để điều chỉnh sản lượng và lưu trữ năng lượng của trạm.

Các trạm này sẽ là một phần quan trọng của lưới điện thông minh. Nếu được trang bị các tấm pin mặt trời, một trạm sạc / thay thế pin có thể tự tạo ra nguồn điện và trong thời gian ngắn, cung cấp lại nguồn điện đó cho lưới điện hoặc lưu trữ cục bộ trong một ngân hàng pin (trong trường hợp trạm thay thế pin, bản thân pin ô tô có thể được tích hợp vào hệ thống). Tất cả hoạt động phức tạp này được giám sát bởi các máy tính công nghiệp để điều khiển dòng điện.

Nếu một chiếc xe điện cần được bảo dưỡng, một kỹ thuật viên có thể tận dụng công nghệ Bluetooth tương tự được sử dụng trong nhà máy. Trang bị Panel PC công nghiệp có thể trực quan hóa dữ liệu từ các cảm biến khác nhau của ô tô, cho phép họ cô lập bất kỳ vấn đề nào đang xảy ra và khắc phục sự cố.