Néhány kommentátor Úgy tűnik, aggódik hogy villamosenergia-hálózatainink küszöbön álló feszültségválsággal néznek szembe, hivatkozva arra a félelemre, hogy a megújuló energiaforrások (különösen a tetőtéri napelemek) veszélyeztethetik energiaellátásunk minőségét.
Ezek az aggályok azon a tényen alapulnak, hogy a napelemek és más háztartási generátorok feszültségeket emelhetnek fel, ami potenciálisan megnehezíti a hálózati társaságok számára a hálózaton keresztüli stabilitás fenntartását. Ami azonban kevésbé érthető (és sokkal kevésbé jelentett be), a helyi generáció óriási potenciálja valójában javítja hatalom minőségét, nem pedig akadályozza azt.
A új jelentés a mi Megújult hálózatok A projekt célja annak bemutatása, hogy az olyan technológiák, mint az „intelligens inverterek” hozzájárulhatnak a feszültség háztartási, nem pedig az alállomások kezeléséhez. Ez javítaná az energiaminőségünket, és megoldásba helyezi a háztartások megújuló energiáinak potenciális problémáját.
Miért van minden feszültség?
Az erőművekből származó villamos energianak nagyjából 230 voltosnak kell lennie, anélkül, hogy túlságosan eltérnének a fölött vagy alatt. A nap folyamán ingadozik, attól függően, hogy mennyi energiát használnak fel.
Itt egy analógia: gondoljon a csöveken átfolyó vízre. Az elektromos vezetékek maguk a csövek, és a feszültség olyan, mint a víznyomás a csövekben - vagyis az a vízmennyiség, amely a vizet (vagy elektromosságot) végignyomja. Nagy mennyiségű energiafelhasználás esetén a feszültség esik, inkább, amikor zuhanyozáskor bekapcsol a mosógép; hirtelen a nyomás esik, mert más készülékek is használják a vizet.
A nyomást az is befolyásolja, hogy a készülék milyen közel van a forráshoz. Például, ha a mosógépet és a zuhanyt közvetlenül a gát lábánál csatlakoztatják, nem pedig több mérföldnyi cső végén, akkor mindkettőt be lehet kapcsolni, és nem észlelheti a nyomásesést.
Az elektromos elosztórendszereknél ez azt jelenti, hogy az alállomástól legtávolabb lévő házak a leginkább hajlamosak a csökkenő (alacsonyabb) feszültségre, ha nagy mennyiségű energiát használnak.
A feszültségkezelés mindig is problémát jelentett a hálózatüzemeltetők számára, különösen azokban a vidéki területeken, ahol az elektromos vezetékek hosszabbak. A hosszú távvezetékek alacsony feszültsége gyakran a homályos és villogó fényeket jelenti a vezeték végén lakók számára.
A túloldalon a túlfeszültségek károsíthatják az érzékeny elektronikus berendezéseket - hasonlóan ahhoz, amikor a víznyomás kihúzza a kerti tömlőt a csapból.
Ezek az ingadozások problémát jelenthetnek az energiaszolgáltatók számára, ha a feszültség megengedett tartományon kívül esik.
Hogyan befolyásolja a napenergia a feszültséget?
Villamosenergia-hálózatainkat eredetileg nem sok helyi generációs forráshoz építették, például tetőtéri napelemek vagy kis szélerőművekhez. A közelmúltig az energia általában csak egy irányba áramlott, egy nagy (általában széntüzelésű) erőműtől a fogyasztókig.
A növekszik a háztartási napelemek száma a hálózaton megváltoztatta ezt a tájat, és most az energia mindkét irányba áramlik. A napelemek bonyolultabbá tehetik a hálózat kezelését, mivel a feszültség ott növekszik, ahol energiát termelnek.
A kis feszültségnövekedés nem jelent problémát, ha elegendő villamosenergia-igény van. De ha senki sem tartózkodik otthonában a környéken, a napenergia feszültséget felemelhet a felső határon.
Ebben az esetben a generátor áramköri védőkészülékei valószínűleg kioldódnak, és a napvédő paneleket lekapcsolják a hálózat védelme érdekében. Ez azt is jelenti, hogy a háztartás nem fér hozzá (vagy nem fizet érte!) A napenergiát, amelyet termel.
Bármely ügyfél tulajdonában lévő generátor befolyásolhatja a feszültséget - ideértve a napkollektorokat, az akkumulátorokat vagy a dízelgenerátorokat. De hajlamosak hallani a napenergiáról, mert ez messze a helyi generáció legnépszerűbb eszköze; Ausztráliában jelenleg több, mint 1.5 millió ház tetőtéri napenergiával, és ez a szám gyorsan növekszik.
Noha egyesek ezt problémának tekintik, néha a megoldás maga a probléma rejlik. Ebben az esetben az új napenergia-rendszerek sokkal kifinomultabb módszert kínálhatnak a hálózati feszültség kezelésére.
Az innováció: az intelligens inverterek vezérelhetik a napelemet és az akkumulátorokat, hogy segítsék a hálózat feszültségének stabilizálását.
Hogyan válhat a nap megoldásá?
Hagyományosan, a feszültség-menedzsment megoldások meglehetősen tompaak, tíz vagy akár száz tulajdonságot érnek el egyszerre, annak ellenére, hogy a körülmények minden tulajdonságonál eltérőek lehetnek. A használt berendezés - olyan műszaki hangzású nevekkel, mint például a „terheléscsap-váltók” és a „vonal-esés-kompenzátorok” - drága, és gyakran az alállomásokon lévő transzformátorokban található. Ez a villamosmérnöki készlet növeli az energiaköltségeket az ügyfelek számára.
Az új napkollektoros és akkumulátoros rendszerek azonban már rendelkeznek intelligenciájukkal, hogy olcsóbb és célzottabb módon vezessék a feszültséget „intelligens” invertereik révén. Ezek az új technológiák biztosíthatják a hiányzó kapcsolatot az új megújuló és megbízható energiaforrásokhoz.
Így működik: a lakossági napelemek, az akkumulátorok és más generátorok az IoT-t beágyazott inverterek révén csatlakoznak a hálózathozinternet a dolgok) kommunikációs technológia. Ezek az intelligens inverterek lehetővé teszik a hálózat számára, hogy “beszéljen” a helyi generátorral, és támogatási szolgáltatásokat kérjen, többek között az úgynevezett hívásokon keresztül reaktív teljesítmény (lásd az alábbi ábrát).
A reaktív energia elősegítheti a hálózat feszültségének emelését és csökkentését, javítva az energiaminőségünket, ideértve a feszültség stabilitását. További technikai részletek a újonnan kiadott jelentés az intelligens inverterek lehetőségeiről, hogy segítsék a hálózat kezelését.
Az intelligens inverterek mind valós, mind reaktív energiát exportálhatnak vagy elnyelhetnek.
Mindez csak akkor lehetséges, ha a hálózati vállalkozások nyitottak az új, proaktív működési lehetőségekre - ahogyan azt a Networks Megújult projektpartnereink is bebizonyították. United Energy Viktoriában és Alapvető energia Új-Dél-Walesben.
Ez azt jelenti, hogy a tradicionális passzív vásárlói modelltől való gondolkodásmód megváltozott - energiát szállítunk Önnek! - egy dinamikusabb és együttműködőbbé, amelyben az ügyfelek valóban hozzájárulhatnak a hálózat irányításához, valamint az energiafelhasználáshoz és az energiatermeléshez.
A teljes energiarendszer átalakítása természetesen nem jelent feat, de lehetőséget kínál egy jobb, rugalmasabb villamosenergia-rendszer felépítésére, amely több megújuló energiát tartalmaz.
Ha okosak vagyunk, akkor nem kell megváltanunk éghajlati hatásainkat villamosenergia-rendszerünk megbízhatóságával. Csak nyitottnak kell lennünk a régi problémák megoldásának új módjaira.
Ha többet szeretne tudni, az Fenntartható Jövőbeli Intézet nyilvános fórumot tart az UTS campusán megújult hálózatokról, február X., kedd, 14: 12-15: 3 pm. További információkért
A szerzőkről
Lawrence McIntosh, Fenntartható Futures Intézet vezető kutatói tanácsadója, Sydney Műszaki Egyetem és Dani Alexander, a fenntartható jövők intézetének kutatási igazgatója, Sydney Műszaki Egyetem
Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek
at InnerSelf Market és Amazon
