Pembangkit Listrik Virtual Teslas:Membayangkan Kembali Jaringan Listrik
Pertimbangkan jaringan listrik. Ini menyelimuti sebagian besar dunia. Keberadaan dan keandalannya telah menentukan dunia modern jauh lebih lama daripada kebanyakan dari kita hidup. Kami berutang sebagian besar, jika tidak semua, teknologi baru senilai satu abad ke jaringan listrik.
Grid hanya dapat beroperasi hari ini berkat jutaan perangkat canggih yang saling berhubungan yang bekerja bersama dalam pola yang kompleks. Namun dibangun untuk pembangkitan terpusat dengan titik kontrol minimal, dan mengandalkan bahan bakar fosil—konsep yang semuanya berakar pada abad ke-20 .
Seperti apa jaringan listrik jika didesain ulang hari ini dari bawah ke atas? Itulah pertanyaan yang baru-baru ini ditangani oleh insinyur Tesla Colin Breck dan Percy Link. Jawaban mereka melibatkan pembangunan ketahanan yang luar biasa melalui teknologi open source dan digital twins. Mereka berbagi wawasan mereka pada konferensi baru-baru ini di Inggris Raya
Karena semakin banyak energi terbarukan yang online di jaringan yang ada, perhitungan pasokan dan permintaan yang rumit menjadi lebih sulit dilakukan dengan presisi yang diperlukan. Tingkat kendali hilang , dan pembangkitan menjadi lebih sulit untuk diramalkan.
Di tempat-tempat di mana tenaga angin dan matahari sudah umum, baterai telah membantu mengurangi masalah ini. Mereka dapat merespons dengan sangat cepat ke puncak dan lembah penggunaan yang tidak terduga, pengisian dan pengosongan yang diperlukan.
"Respon cepat ini sebenarnya merupakan inovasi, peluang untuk menjadi lebih baik daripada jaringan lama," kata Link. "Ini bukan hanya kompromi."
Baterai adalah kunci untuk membayangkan ulang jaringan ini oleh para insinyur ini. Selain membuat baterai raksasa seukuran pembangkit listrik tenaga batu bara atau gas alam yang ada, mereka juga mengusulkan memanfaatkan daya baterai yang lebih kecil dipasang di rumah dan bisnis—baterai biasanya digunakan untuk pembangkit listrik tenaga surya pribadi atau daya cadangan.
"Kami dapat menggabungkan rumah dan bisnis dengan baterai dan tenaga surya yang lebih kecil ini menjadi pembangkit listrik virtual ," kata Tautan.
Arsitektur pembangkit listrik virtual (VPP) bergantung pada sumber energi terdistribusi—baterai akan menjadi salah satu contohnya, tetapi angin dan matahari juga sering digunakan. Jaringan sumber daya ini berkumpul bersama untuk menghasilkan daya dengan peningkatan fleksibilitas dan ketersediaan yang lebih tinggi.
Di pembangkit listrik virtual Tesla, model kembar digital mewakili berbagai aset Internet of Things (IoT) dalam sistem, serta status dan hubungan mereka saat ini. Perangkat lunak pemodelan kembar digital bergantung pada dua proyek sumber terbuka utama:Kubernetes dan Akka.
"Pasangan Akka dan Kubernetes benar-benar fantastis," kata Breck. "Kubernetes dapat menangani kegagalan dan penskalaan berbutir kasar, sehingga hal-hal seperti menaikkan atau menurunkan pod, menjalankan probe liveness, atau memulai ulang pod yang gagal dengan mundur eksponensial. Kemudian kami menggunakan Akka untuk menangani kegagalan berbutir halus seperti sirkuit melanggar atau mencoba kembali permintaan individu dan memodelkan status entitas individu, seperti fakta bahwa baterai sedang diisi atau dikosongkan."
Saat memodelkan kembaran digital di Akka, setiap situs pemodelan diwakili oleh seorang aktor. Seperti yang dijelaskan TechRepublic, "Pemrogram khawatir tentang pemodelan situs individu dalam aktor, dan kemudian runtime Akka menangani penskalaan ini ke ribuan atau jutaan situs. Ini adalah abstraksi yang sangat kuat untuk IoT khususnya, yang pada dasarnya menghilangkan kekhawatiran tentang utas, atau kunci, atau bug konkurensi."
Melalui model kembar digital, seorang insinyur dapat berinteraksi dengan representasi hampir real-time dari hubungan dan status yang sangat kompleks dalam sistem, bahkan ketika gambaran lengkapnya tidak tersedia.
"Ketidakpastian melekat dalam sistem IoT terdistribusi , jadi kita hanya perlu merangkul ini dalam model data, dalam logika bisnis, dan bahkan dalam pengalaman pelanggan, daripada mencoba menghindarinya," kata Breck. "Mewakili hubungan fisik dan virtual di antara perangkat IoT, terutama saat mereka berubah dari waktu ke waktu, adalah masalah tersulit di IoT, percayalah, tetapi penting untuk menciptakan produk yang hebat."
Mengoptimalkan tujuan lokal dan global secara bersama-sama merupakan tantangan lain. Baterai yang lebih kecil yang dimiliki oleh individu tidak boleh habis sendiri, jika pemilik perlu menggunakannya secara tidak terduga, tetapi kebutuhan penyeimbangan jaringan secara real-time harus selalu dipenuhi.
"Pengoptimalan terdistribusi hanya dimungkinkan karena Tesla membuat perangkat kerasnya sendiri dan memiliki kontrol penuh atas firmware dan perangkat lunak ," kata Link. "Ini memungkinkan iterasi cepat di seluruh intelijen lokal dan pusat dan bagaimana mereka berhubungan satu sama lain, dan kolaborasi ini adalah lintas tim daripada lintas perusahaan." Integrasi vertikal perangkat keras, firmware, dan perangkat lunak meletakkan kerangka kerja untuk solusi yang lebih tangguh dengan algoritme terdistribusi guna membantu perangkat bertindak wajar selama kegagalan komunikasi yang tak terhindarkan.
Pembangkit listrik virtual Tesla adalah contoh utama konvergensi teknologi informasi/teknologi operasi (IT/OT), salah satu topik paling mendesak dalam industri otomasi saat ini. Komputasi terdistribusi dan Industrial Internet of Things (IIoT) membantu Tesla memastikan ketahanan jaringan dan mengatasi beberapa masalah teknik yang dihadapi dalam transisi ke energi terbarukan.
Untuk menggali lebih dalam pengembangan platform energi Tesla, partisipasi algoritmik di pasar energi menggunakan baterai terbesar di dunia, dan tantangan dunia nyata dalam menciptakan pembangkit listrik virtual pertama Tesla, Anda dapat membaca transkrip lengkap presentasi Breck dan Link .
