Niektórzy komentatorzy wydaje się być zmartwiony że nasze sieci elektryczne stoją w obliczu zbliżającego się kryzysu napięcia, powołując się na obawy, że odnawialne źródła energii (w szczególności panele słoneczne na dachu) zagrażają jakości naszego zasilania.
Obawy te zależą od tego, że panele słoneczne i inne domowe generatory mogą podnosić napięcia, potencjalnie utrudniając firmom sieciowym utrzymanie stabilności w sieci. Ale to, co jest mniej dobrze rozumiane (i znacznie mniej zgłaszane), to ogromny potencjał lokalnego pokolenia, aby faktycznie poprawić jakość naszej mocy, zamiast ją utrudniać.
A nowy raport Z naszego Odnowione sieci Projekt ma na celu pokazanie, w jaki sposób technologie takie jak „inteligentne falowniki” mogą pomóc w zarządzaniu napięciem w skali domowej, a nie w podstacjach. Poprawiłoby to jakość naszej energii i przekształciłoby potencjalny problem odnawialnych źródeł energii w gospodarstwa domowe w rozwiązanie.
Skąd tyle zamieszania związanego z napięciem?
Energia elektryczna z naszych punktów zasilania powinna wynosić około 230 woltów, bez odchyleń zbyt daleko powyżej lub poniżej. Zmienia się w ciągu dnia, w zależności od zużytej mocy.
Oto analogia: pomyśl o wodzie przepływającej przez rury. Linie energetyczne to same rury, a napięcie jest jak ciśnienie wody w rurach - to znaczy siła popychająca wodę (lub prąd) wzdłuż. Korzystanie z dużej ilości energii powoduje spadek napięcia, podobnie jak w przypadku włączenia pralki podczas kąpieli pod prysznicem; nagle ciśnienie spada, ponieważ inne urządzenia również zużywają wodę.
Na ciśnienie ma również wpływ odległość urządzenia od źródła. Na przykład, jeśli pralka i prysznic były podłączone bezpośrednio u podnóża tamy, zamiast na końcu kilku mil rur, można je włączyć i nie zauważyć spadku ciśnienia.
W przypadku systemu dystrybucji energii elektrycznej oznacza to, że domy najbardziej oddalone od podstacji są najbardziej podatne na zwisające (niższe) napięcie, gdy wykorzystywane są duże ilości energii.
Zarządzanie napięciem zawsze było problemem dla operatorów sieci, szczególnie na obszarach wiejskich, gdzie linie energetyczne są dłuższe. Niskie napięcie na długich liniach energetycznych często oznacza słabe i migające światło dla mieszkańców na końcu linii.
Z drugiej strony przepięcia mogą uszkodzić wrażliwy sprzęt elektroniczny - trochę jak wtedy, gdy ciśnienie wody wyrywa wąż ogrodowy z kranu.
Wahania te mogą stać się problemem dla przedsiębiorstw energetycznych, gdy napięcie wykracza poza dopuszczalny zakres.
Jak energia słoneczna wpływa na napięcie?
Nasze sieci elektryczne nie były pierwotnie budowane dla wielu lokalnych źródeł generacji, takich jak dachowe panele słoneczne lub małe turbiny wiatrowe. Do niedawna energia generalnie płynęła tylko w jednym kierunku, od dużej (zwykle opalanej węglem) elektrowni do odbiorców.
Połączenia rosnąca liczba domowych paneli słonecznych w sieci zmieniły ten krajobraz i teraz energia płynie w obie strony. Panele słoneczne mogą sprawić, że zarządzanie siecią stanie się bardziej skomplikowane, ponieważ napięcie rośnie tam, gdzie wytwarzają energię.
Niewielki wzrost napięcia nie stanowi problemu, gdy zapotrzebowanie na energię elektryczną jest wystarczające. Ale kiedy nikogo nie ma w pobliżu, energia słoneczna może podnieść napięcie powyżej górnej granicy.
W takim przypadku zabezpieczenia obwodu w generatorze prawdopodobnie zadziałają, a panele słoneczne zostaną odcięte, aby chronić sieć. Oznacza to również, że gospodarstwo domowe nie będzie miało dostępu (ani nie otrzyma zapłaty!) Za energię słoneczną, którą wytwarza.
Każdy generator generowany przez klienta może wpływać na napięcie - w tym generatory słoneczne, akumulatorowe lub wysokoprężne. Ale zwykle słyszymy o energii słonecznej, ponieważ jest ona zdecydowanie najpopularniejszym sposobem lokalnego wytwarzania; Australia ma teraz więcej niż 1.5 milionów domów z dachowym systemem solarnym, a liczba ta szybko rośnie.
Chociaż niektórzy ludzie mogą postrzegać to jako problem, czasem rozwiązaniem jest sam problem. W takim przypadku nowe systemy słoneczne mogą zaoferować znacznie bardziej wyrafinowany sposób zarządzania napięciem sieciowym.
Innowacja: inteligentne falowniki mogą kontrolować energię słoneczną i akumulatory, pomagając ustabilizować napięcie w sieci.
W jaki sposób energia słoneczna może stać się rozwiązaniem?
Tradycyjnie rozwiązania do zarządzania napięciem są dość tępe, wpływając jednocześnie na dziesiątki, a nawet setki właściwości, pomimo faktu, że warunki w każdej nieruchomości mogą być zupełnie inne. Zastosowany sprzęt - pełen technicznie brzmiących nazw, takich jak „przełączniki zaczepów pod obciążeniem” i „kompensatory spadku linii” - jest drogi i często znajduje się w transformatorach w podstacjach. Cały ten zestaw elektrotechniczny zwiększa koszty energii dla klientów.
Jednak nowe systemy słoneczne i akumulatorowe mają teraz inteligencję do zarządzania napięciem w tańszy i bardziej ukierunkowany sposób, dzięki „inteligentnym” falownikom. Te nowe technologie mogą stanowić brakujące ogniwo do nowych odnawialnych i niezawodnych źródeł energii.
Tak to działa: domowe instalacje solarne, baterie i inne generatory są podłączone do sieci za pomocą falowników, które mają teraz wbudowany Internet przedmiotów (Internet przedmiotów) technologia komunikacji. Te inteligentne falowniki pozwalają sieci „rozmawiać” z lokalnym generatorem i żądać usług wsparcia, w tym za pośrednictwem tzw reaktywna moc (patrz grafika poniżej).
Moc bierna może pomóc podnieść i obniżyć napięcie w sieci, poprawiając jakość naszej mocy, w tym stabilność napięcia. Aby uzyskać więcej szczegółów technicznych, zobacz nasze nowo opublikowany raport na temat potencjału inteligentnych falowników do zarządzania siecią.
Inteligentne falowniki mogą eksportować lub absorbować zarówno rzeczywistą, jak i bierną moc.
Wszystko to jest możliwe tylko wtedy, gdy firmy sieciowe są otwarte na nowe, proaktywne sposoby działania - jak wykazali nasi partnerzy projektu Networks Renewed United Energy w Wiktorii i Niezbędna energia w Nowej Południowej Walii.
Oznacza to odejście od tradycyjnego pasywnego modelu klienta - dostarczamy Ci energię! - do bardziej dynamicznego i opartego na współpracy, w którym klienci mogą faktycznie pomóc w zarządzaniu siecią, a także w wykorzystaniu i wytwarzaniu energii.
Oczywiście, przejście całego systemu energetycznego nie jest żadnym wyczynem, ale oferuje możliwość zbudowania lepszego, bardziej odpornego systemu elektrycznego, który zawiera więcej energii odnawialnej.
Jeśli jesteśmy sprytni, nie będziemy musieli rezygnować z wpływu na klimat dzięki niezawodności naszego systemu elektrycznego. Musimy tylko być otwarci na nowe sposoby rozwiązywania starych problemów.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, Institute of Sustainable Futures organizuje publiczne forum Networks Renewed w kampusie UTS we wtorek lutego 14 na 12: 15-3: 15 pm. W celu uzyskania dalszych informacji Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć..
O Autorach
Lawrence McIntosh, starszy konsultant ds. Badań, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney i Dani Alexander, dyrektor ds. badań, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki
