Новая технология расширяет возможности использования энергии Солнца

Прочитано: 54 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (2 голосов, среднее: 4,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Технология расширяет возможности использования солнечной энергии во время отключений электроэнергии.

Во время отключения электроэнергии мы можем и не подумать об использовании солнца в качестве резервного генератора. Но солнечная энергия играет ключевую роль в поддержании освещения при отключении электроэнергии.

Из-за экстремальных погодных явлений, таких как наводнения, ураганы и лесные пожары, количество и интенсивность повсеместных отключений электроэнергии увеличиваются. Будучи подключенными к более крупной электросети США , небольшие микросети, использующие местные источники энергии , такие как солнечные батареи , также могут отключаться от сети и работать независимо, чтобы поддерживать подачу электроэнергии.

Поскольку солнце светит не всегда, остается вопрос: как долго микросети, работающие на солнечной энергии, могут обеспечивать подачу электроэнергии? Ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) разработали новый контроллер солнечной энергии для зданий, который оптимизирует солнечную энергию с помощью интеллектуальных технологий , чтобы поддерживать работу микросетей до пяти дней. Проект в Аргонне финансировался Управлением технологий солнечной энергии Министерства энергетики США для продвижения исследований в области технологий солнечной энергии.

Коммунальные предприятия могут восстановить большинство отключений электроэнергии в течение 7–10 дней после стихийного бедствия. Но пять дней энергоснабжения — это разумный порог, позволяющий изолированным микросетям обеспечивать электроэнергию во время большинства отключений, сказал главный исследователь Бо Чен, ученый-вычислитель из Аргонны.


«Наша цель состояла в том, чтобы повысить устойчивость сети — или сократить продолжительность отключения и как можно скорее восстановить электроснабжение — за счет использования солнечной энергии и зданий», — сказал соруководитель исследования Цзянжэ Лю, специалист по энергетическим системам из Аргонны. «Растущие риски и потери электроэнергии, вызванные стихийными бедствиями, побудили Управление технологий солнечной энергии затребовать технологии интеграции в сеть, которые обеспечивают подачу электроэнергии в течение пяти дней изолированно от основной сети».

Микросети бывают разных размеров и могут генерировать достаточно энергии для нескольких домов или всего сообщества. Сети дают возможность использовать больше источников электроэнергии с нулевым уровнем выбросов, что снижает выбросы парниковых газов.

По мере того, как технологии становятся умнее, сами здания могут быть преобразованы в микросети или эффективные здания, интерактивные сеткой. Эти здания используют интеллектуальные элементы управления, датчики и аналитику для связи с электрической сетью.

Новый солнечный контроллер здания Argonne представляет собой алгоритм и структуру, которая координирует несколько взаимодействующих с сетью зданий, солнечную энергию и другие энергетические ресурсы в одной интегрированной сети. «Микросети с несколькими зданиями повышают эффективность и отказоустойчивость электрических сетей. Различные типы зданий могут принять эту структуру, если ресурсы здания можно будет контролировать и контролировать удаленно», — сказал Лю.

В то время как солнечная энергия является экологически чистой, возобновляемый источник энергии зависит от погоды и не доступен постоянно. Чтобы обеспечить стабильное и надежное энергоснабжение в течение пяти дней, аргоннская команда использовала систему хранения энергии, которая улавливает энергию для последующего использования.

«Накопление энергии работает как буфер, который поглощает энергию при избытке и высвобождает энергию при дефиците», — сказал Чен. «Таким образом, мы можем постоянно балансировать спрос и предложение электроэнергии для обеспечения надежного энергоснабжения».

Аргонн работал с государственными и частными партнерами, включая коммунальные предприятия, образовательные и исследовательские центры, над трехлетним проектом, завершенным в конце 2021 года.

Команда успешно протестировала инфраструктуру в реальной микросети Иллинойского технологического института (IIT) в Чикаго. Демонстрацию вели Мохаммад Шахидехпур, заслуженный профессор IIT Carl Bodine и заведующий кафедрой электротехники и вычислительной техники, и Зуйи Ли, профессор IIT электротехники и вычислительной техники и заместитель директора Центра инноваций в области электроэнергетики Роберта В. Галвина.

Команда применила структуру к реальной микросети в кампусе IIT. Чен сказал, что команда продемонстрировала в режиме реального времени, как солнечная энергия, ветер, накопление энергии и нагрузки с переменной мощностью поддерживают свет в различных сценариях отключения электроэнергии.

«Еще один важный вывод заключается в том, что наши полевые испытания показали, что здания могут быть скоординированы для поддержки работы сети в различных условиях отключения электроэнергии , которые могут возникнуть в реальном мире», — сказал Чен.

Микросеть в одном здании ограничена емкостью, скоростью отклика и другими факторами. Команда показала, что несколько микросетей зданий могут дополнять друг друга, расширяя возможности сетевых услуг и быстрее восстанавливая электроэнергию.

Платформа в первую очередь предназначена для использования коммунальными компаниями, которые могут напрямую встраивать структуру в свои центры управления. Частные поставщики также могут включать гибкую сеть в существующие продукты. Все еще на ранних стадиях, фреймворк в конечном итоге будет доступен в бесплатном формате с открытым исходным кодом. По мере того , как экстремальные погодные явления усиливаются, а перебои в подаче электроэнергии продолжаются, инфраструктура Аргонна будет играть важную роль в обеспечении непрерывного потока электроэнергии.

«Безопасная, надежная и отказоустойчивая система распределения срочно необходима для модернизации электросети и обеспечения бесперебойной работы», — сказал Лю.

Новая технология расширяет возможности использования энергии Солнца



Новости партнеров