Kebutuhan akan smart grid mengacu pada penggunaan energi yang lebih efisien dengan memanfaatkan integrasi teknologi canggih seperti teknologi informasi dan komunikasi (TIK) dan elektronika, dan rekayasa material yang bertujuan untuk mempertahankan sistem yang ramah lingkungan dan sistem yang berkelanjutan. Smart Grid dibutuhkan karena sejumlah alasan. 

Alasan utamanya adalah terbatasnya ketersediaan sumber-sumber energi tak terbarukan seperti batu bara, gas, dan minyak di Bumi. Diperkirakan bahwa Bumi hanya memiliki pasokan energi tak terbarukan untuk beberapa dekade saja, Di sisi lain, energi terbarukan dari sumber seperti air, biomassa, tenaga surya, surya, energi panas bumi dan angin memainkan peran yang lebih penting untuk pasokan energi di masa depan. Teknologi yang lebih maju dan canggih diperlukan untuk membuat pasokan energi ini dapat lebih diandalkan dan aman. 

Meskipun diperkirakan bahwa energi terbarukan akan menjadi energi utama masa depan dalam jangka panjang, energi tak terbarukan akan terus menjadi sumber energi yang dominan untuk jangka menengah dan pendek karena masih lebih layak secara ekonomi. energi terbarukan ini tingkat kepadatan energi yang lebih tinggi dan akses yang mudah untuk penggunaannya. Akan tetapi, insentif pemerintah dan penyebaran skala yang lebih besar membuat energi tak terbarukan menjadi lebih terjangkau. Alasan kedua untuk beralih ke energi terbarukan terkait dengan masalah polusi; hampir semua
produksi dan penggunaan energi melibatkan polusi terhadap lingkungan dan biaya sosial yang biasanya tersembunyi dari pengguna rata-rata seperti contohnya pembangkit listrik dari batu bara dan minyak yang banyak menghasilkan karbon dioksida (yang menjadi penyebab pemanasan global),nitro oksida (yang menimbulkan asap yang berbahaya bagi para lansia), partikular debu atau udara (yang meningkatkan resiko kanker paru paru).

Maka dari itu itu muncul inovasi terbaru untuk mengatasi permasalahan permasalahan tersebut, dengan adanya smart grid ini kita bisa lebih memanfaat sumber terbarukan dan mengurangi polusi yang ditimbulkan oleh pembangkit listrik tanpa smart grid. 

Lalu….

Apa Itu Smart Grid?

Kalian pasti bertanya tanya sebenarnya apa sih Smart Grid itu? Nah sebelum melangkah lebih jauh mari kita artikan terlebih dahulu istilah ini. Pada dasarnya Smart Grid itu merupakan serapan dari bahasa asing yang apabila kita artikan kedalam bahasa indonesia itu berarti Smart = Pintar dan Grid = Jaringan Listrik. 

Jaringan listrik disini bisa berupa jaringan listrik dengan tegangan tinggi, tegangan menengah dan tegangan rendah, bisa pula seperti saluran transmisi, dan saluran distribusi yang terhubung dengan sistem operasi tenaga listrik guna menyalurkan listrik dari pembangkit ke pengguna.

Jadi smart grid merupakan sistem otomatis cerdas untuk memantau aliran listrik agar tercipta distribusi listrik yang lebih efisien, berkualitas, handal dan ekonomis dengan perhatian utama pada kelestarian alam dan lingkungan sekitar guna mewujudkan kemandirian energi. 

Smart Grid juga memiliki beberapa tujuan dari pengembangannya seperti :
(1) Peningkatan penggunaan informasi digital dan teknologi informasi digital dan teknologi kontrol untuk meningkatkan keandalan, keamanan, dan efisiensi jaringan listrik.
(2) Optimalisasi dinamis operasi jaringan listrik dan sumber daya, dengan penuh keamanan dari cyber.
(3) Penyebaran dan integrasi sumber daya dan pembangkitan yang terdistribusi, termasuk sumber daya terbarukan.
(4) Pengembangan dan penggabungan sumber daya dari sisi permintaan, dan sumber daya yang lebih efisien.
(5) Penyebaran teknologi pintar (teknologi real time, otomatis, interaktif yang mengoptimalkan operasi fisik peralatan dan perangkat) untuk pengukuran, komunikasi terkait operasi dan status jaringan, dan otomatisasi distribusi.
(6) Integrasi peralatan "pintar" dan perangkat konsumen.
(7) Penyebaran dan integrasi teknologi canggih penyimpan listrik dan teknologi pencukur puncak, termasuk plug-in listrik dan hibrida kendaraan listrik, dan pendingin udara penyimpan panas.
(8) Penyediaan informasi yang tepat waktu dan opsi kontrol bagi konsumen.
(9) Pengembangan standar untuk komunikasi dan interoperabilitas peralatan dan
peralatan yang terhubung ke jaringan listrik, termasuk infrastruktur yang melayani jaringan listrik.
(10) Identifikasi dan penurunan hambatan yang tidak masuk akal atau tidak perlu.

Gaya Smart Grid

Berbagai gaya jaringan listrik pintar telah berkembang. Meskipun jaringan listrik awalnya dikelola tanpa TIK karena memang belum ada ketika dirancang, semakin banyak teknologi digital yang masuk ke dalam infrastruktur jaringan listrik. Faktor-faktor yang mendorong ini adalah integrasi energi terbarukan, keamanan pasokan, dan efisiensi infrastruktur
pemeliharaan. Tingkat tegangan yang berbeda dari jaringan listrik menunjukkan tingkat kematangan yang berbeda sehubungan dengan jaringan listrik pintar.

Transmisi Cerdas

Jaringan transmisi adalah domain pertama yang di mana TIK diterapkan secara luas. Pada tingkat ini, listrik ditransmisikan dalam jarak yang jauh menggunakan tegangan tinggi sebelum didistribusikan secara lokal. Karena jumlah yang relatif rendah "node" (misalnya, gardu induk) di jaringan transmisi, biasanya layak untuk diotomatisasi sepenuhnya dengan aset jaringan pada tingkat jaringan ini. Yang menonjol dari tugas-tugasnya adalah memantau keadaan sistem dan kontrol aliran daya. Estimasi yang tepat dari keadaan sistem  dapat diperoleh dari unit pengukuran phasor yang didistribusikan melalui jaringan. Tata letak yang optimal dari waktu nyata pemantauan real-time dan infrastruktur kontrol area luas adalah topik yang banyak dibahas. Topik penelitian dan pengembangan saat ini meliputi peningkatan efisiensi dari kontrol real-time dan pengambilan keputusan waktu nyata (berbeda dengan studi offline yang canggih) serta peningkatan dalam estimasi keadaan, identifikasi kesalahan, dan kemampuan isolasi (penyembuhan diri).

Masalah penelitian yang benar-benar baru muncul dari kemajuan dalam arus searah tegangan tinggi (DC), saat para peneliti menemukan aplikasinya dalam transmisi energi angin lepas pantai dan berpotensi juga dalam infrastruktur tulang punggung antarbenua jarak jauh. Ketika sambungan DC diperluas ke jaringan multiterminal (dan bukan hanya jaringan point-to-point), pendekatan tradisional untuk penyeimbangan permintaan-penawaran dan perlindungan tidak dapat digunakan.

Namun, topik-topik ini hanya digabungkan secara longgar dengan gagasan jaringan pintar yang penelitiannya terutama berfokus pada perluasan dan pemanfaatan yang lebih baik dari infrastruktur jaringan yang ada melalui TIK.

Distribusi Cerdas

Kecuali untuk instalasi skala besar, seperti ladang angin lepas pantai dan pembangkit listrik tenaga surya, sebagian besar energi terbarukan dapat ditemukan di tingkat distribusi, yaitu pada tegangan menengah, di mana sebagian besar pembangkit listrik tenaga angin, pembangkit listrik tenaga air kecil, dan array PV terhubung, atau pada tegangan rendah,
dimana sebagian besar unit PV dan CHP kecil dan CHP terhubung. Operator jaringan distribusi di seluruh dunia harus menghadapi tantangan infrastruktur distribusi yang ada,
yang tidak selalu mampu menampung jumlah yang diharapkan, yang tidak selalu dapat menampung jumlah pembangkit terbarukan. Sebuah contoh yang menonjol adalah masalah integrasi PV di Jerman. Integrasi ini sulit karena dua alasan:

Pertama, jaringan distribusi saat ini telah dirancang hanya untuk permintaan. Hal ini hanyalah secara kebetulan bahwa transformator distribusi juga dapat bekerja dalam arah sebaliknya. Misalnya, pembangkit listrik tenaga surya lokal kembali ke tingkat jaringan yang lebih tinggi. Namun, pembangkitan di jaringan distribusi membutuhkan kapasitas tambahan cadangan. Pita tegangan yang diizinkan tidak dapat lagi sepenuhnya didedikasikan untuk pengurangan tegangan yang disebabkan oleh beban. Sebagai gantinya, itu harus dibagi dalam pita (yang lebih kecil) untuk beban, dengan cadangan untuk kenaikan tegangan dari pembangkit yang didistribusikan.

Kedua, berbeda dengan tingkat transmisi, tingkat distribusi (terutama jaringan tegangan rendah Eropa dengan jutaan simpulnya) dioperasikan hampir secara membabi buta. Kurangnya pengukuran online adalah alasan mengapa utilitas harus berpegang teguh pada kapasitas yang dialokasikan.

Proyek Pengembangan Smart Grid

Sejumlah proyek di seluruh dunia sedang dilakukan untuk menunjukkan kelayakan pendekatan jaringan pintar dengan aplikasi praktis. Proyek smart grid sering kali
dipandang sebagai langkah kunci untuk membawa teknologi jaringan pintar ke lapangan. Mereka tidak hanya melakukan evaluasi konsep teknis baru dalam operasi kehidupan nyata tetapi juga menyatukan ilmuwan, industri, dan perusahaan utilitas. Potensi solusi jaringan pintar inovatif untuk penggunaan praktis dapat berkembang dari kerja sama tersebut.

Wakefield (pengembang smart grid) telah mempelajari biaya dan manfaat dari proyek proyek smart grid dan telah mengusulkan metode untuk mencapai hasil yang serupa yang kemudian menjadi dasar bagi para pengembang smart grid. Proyek demonstrasi biasanya bertujuan untuk membuktikan kelayakan konsep teknis dan non teknis di lapangan. 

Konsep-konsep ini biasanya mencakup hal-hal seperti :

(1). Efek dari instalasi energi terbarukan berskala besar.

(2). Teknik jaringan pintar untuk menangani integrasi jaringan energi terbarukan.

(3). Mencapai fleksibilitas sisi permintaan dengan teknis atau berorientasi pasar.

(4). Meningkatkan keamanan pasokan, dengan pendekatan sel atau microgrid, dan penyimpanan lokal serta jaringan distribusi (Gaya dan Komponen Jaringan Cerdas).

(5). Memilih demonstrasi jaringan listrik pintar dari seluruh dunia (tanpa mengklaim representasi penuh dari mereka semua dengan pemilihan ini), dapat ditunjukkan bahwa smart grid memang telah berkembang lebih jauh dari gagasan teoritis awal.

Manfaat Penggunaan Smart Grid

penggunaan smart grid memiliki beberapa manfaat, meliputi :

Transmisi Listrik Lebih Efisien

Transmisi listrik merupakan proses penghantaran tenaga listrik dari pembangkit ke gardu listrik secara besar besaran. Maka dari itu smart grid dilengkapi dengan teknologi digital yang memungkinkannya melakukan proses penginderaan di sepanjang jalur transmisi listrik untuk membuat proses tersebut menjadi lebih efisien.

Pemulihan Listrik Setelah Gangguan

Gangguan seperti pemadaman yang berskala dapat menghentikan beberapa aktivitas yang membutuhkan jaringan listrik. Kapasitas interaksi dua arah pada Smart Grid memungkinkannya melakukan perutean otomatis saat terjadi gangguan seperti pemadaman.

Mengurangi Biaya Operasional dan Manajemen Utilitas, Sehingga Menurunkan Biaya Bulanan Pengguna

Berkurangnya biaya operasional Utilitas ini disebabkan pengurangan penggunaan bahan bakar fosil sehingga dapat menurunkan tagihan listrik bulanan bagi para pengguna Smart Grid.

Peningkatan Integrasi Sistem Energi Terbarukan

Meningkatnya integrasi sistem ini, membuat integrasi lebih baik pada pembangkit listrik milik pelanggan sehingga meningkatkan pula integritas dari energi terbarukan.

Peningkatan Keamanan Jaringan Listrik

Gangguan listrik seperti pemadaman dapat menimbulkan efek domino yang dapat mempengaruhi perbankan, komunikasi, dan keamanan pada jaringan listrik anda. Maka dari itu Smart Grid menambahkan ketahanan pada sistem tenaga listrik untuk mengantisipasi keadaan darurat, Seperti badai, gempa bumi, panas terik matahari dan lain sebagainya.

Pengaplikasian Smart Grid ini diharapkan dapat menggantikan penggunaan jaringan listrik konvensional dan dapat mencapai beberapa objektif seperti :

Peningkatan Kualitas dan Efisiensi Jaringan Listrik

Penggunaan sensor dan perangkat pada jaringan listrik dapat meningkatkan pengawasan secara real-time terhadap jaringan listrik dalam menjaga anomali serta lebih cepat dalam menyeimbangkan supply dan demand. Selain itu Smart Grid juga telah meningkatkan ketahanannya untuk menghadapi kegagalan.

Poin Poin Ringkasan

1. Sumber energi terbarukan membutuhkan jaringan yang cerdas dan aktif untuk memanfaatkan secara maksimal infrastruktur jaringan yang ada.
2. Sisi permintaan akan menjadi pemain aktif dalam sistem energi agar dapat mengatasi pembangkitan yang berfluktuasi.
3. Keamanan siber memainkan peran utama dalam smart grid; tidak hanya membutuhkan saluran komunikasi terenkripsi tetapi juga pertimbangan siklus hidup.
4. Struktur kontrol dan pembangkitan yang terpusat dan terdesentralisasi akan hidup berdampingan. Sistem yang sudah ada tidak akan diganti tetapi ditingkatkan.
5. Tidak ada smart grid tanpa beberapa perbaikan untuk bisnis. Salah satu yang utama model bisnis utama untuk implementasi melibatkan pengurangan biaya infrastruktur.
6. Integrasi fungsi-fungsi yang sebelumnya terpisah adalah kunci untuk mengurangi biaya.
7. Peraturan dan kebijakan perlu disesuaikan secara khusus untuk implementasi yang optimal kondisi yang optimal untuk jaringan pintar.
8. Transformasi menuju smart grid sudah dimulai.