Этот проект солнечной энергетики + накопителей может изменить правила игры для электросетей США

Команда Национальной лаборатории Ок-Ридж при Министерстве энергетики США разработала проект крупномасштабной солнечной энергетики и накопителей, способный подавать электроэнергию как в высоковольтные линии переменного тока (AC), так и постоянного тока (DC), тем самым повышая стабильность электросети. Вот как это работает.

Большая часть электросети США использует переменный ток (AC), который постоянно меняет направление потока электронов. Однако солнечная энергетика и аккумуляторные накопители используют постоянный ток (DC), который течет в одном направлении.

Электросеть США включает меньшее количество высоковольтных линий постоянного тока, которые более эффективны для передачи больших объемов электроэнергии на большие расстояния или в отдаленные регионы.

Преобразование тока между DC и AC требует специализированной силовой электроники. Поэтому исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж разработали конструкцию, систему управления и архитектуру для солнечной электростанции с накопителями, которая может подавать электроэнергию как в высоковольтные линии переменного, так и постоянного тока. В результате возобновляемая энергия может передаваться более легко и надежно.

Проект называется MARS, или «многопортовая автономная реконфигурируемая солнечная электростанция». Это комплексное решение, включающее силовую электронику, электрическую архитектуру и программное обеспечение для кибербезопасности. И поскольку оно подключается и работает (plug-and-play), оно упрощает и удешевляет внедрение для коммунальных предприятий.

Симуляции на аппаратном обеспечении, основанные на двух объектах в Калифорнии, показали, что MARS достигло снижения потерь мощности до 50%, улучшения стабилизации напряжения AC на 16% и 100% обнаружения киберугроз.

MARS также может переконфигурироваться в зависимости от доступной энергии. Например, когда солнечные панели не генерировали электроэнергию ночью, MARS мог продолжать подключать системы передачи AC и DC и использовать накопленную энергию аккумуляторов для поддержки своей работы.

Исследователи обнаружили, что MARS сократил затраты на электроэнергию до 40%, поскольку они разработали алгоритм для точной настройки размера электростанции и накопителей энергии с целью максимизации годовой прибыли.

MARS также включает инновационный тип инвертора, который может поддерживать стабильность электросети и запускать ее после сбоя.

Руководитель группы Суман Дебнас объяснил:

Вы не хотите, чтобы электросеть несла значительные потери электроэнергии при возникновении сбоев.

Традиционные объекты возобновляемой энергетики могут отключаться от сети или прекращать подачу электроэнергии, но мы не наблюдали такого с MARS. Он мог лучше справляться со сбоями во внешней сети и продолжать работу, поддерживая более широкую энергосистему.

Национальная лаборатория Ок-Ридж сотрудничает с такими отраслевыми партнерами, как Southern California Edison, Opal-RT, Hitachi Energy и Технологический институт Джорджии. Команда Ок-Ридж и ее партнеры совместно работают над внедрением первой полевой демонстрации компонентов MARS, поддерживающих стабильность электросети, или уменьшенной версии полной конструкции.

Старший инженер по инновациям в области сетевых технологий Southern California Edison, Мд Арифуджжаман, сказал:

С точки зрения хорошего алгоритма для отслеживания проблем кибербезопасности и технологий, которые мы можем использовать на стороне постоянного тока, MARS очень полезен.

Технология постоянного тока также перспективна для снижения напряжения постоянного тока для зарядных станций электромобилей.

Фото: Существующие и потенциальные линии высоковольтной передачи постоянного тока в штатах с наибольшим солнечным потенциалом и перспективные площадки для MARS/Национальной лаборатории Ок-Ридж

Читайте также: Ученый марсохода MARS собирается масштабировать углеродно-кислородные батареи

UnderstandSolar — это бесплатный сервис, который связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных смет. Tesla теперь предлагает соответствие цен, поэтому важно искать лучшие предложения. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить свои сметы. — *реклама.