Come Smart Solar può proteggere le nostre reti elettriche vulnerabili

Come Smart Solar può proteggere le nostre reti elettriche vulnerabili

Alcuni commentatori sembra essere preoccupato che le nostre reti elettriche stanno affrontando una imminente crisi di tensione, citando il timore che le energie rinnovabili (pannelli solari sul tetto in particolare) minaccino la qualità del nostro alimentatore.

Queste preoccupazioni dipendono dal fatto che i pannelli solari e altri generatori domestici possono aumentare le tensioni, rendendo potenzialmente più difficile per le aziende di rete mantenere la stabilità attraverso la rete. Ma ciò che è meno ben compreso (e molto meno riportato) è il grande potenziale per la generazione locale di migliorare effettivamente la qualità del nostro potere, piuttosto che ostacolarlo.

A nuovo rapporto dal nostro Reti rinnovate Il progetto mira a dimostrare come tecnologie come gli "inverter intelligenti" possano aiutare a gestire la tensione a livello domestico, piuttosto che nelle sottostazioni. Ciò migliorerebbe la qualità del nostro potere e ridurrebbe il potenziale problema delle rinnovabili domestiche in una soluzione.

Perché tutto il trambusto sulla tensione?

L'elettricità dai nostri punti di forza dovrebbe essere all'incirca di 230 volt, senza deviare troppo al di sopra o al di sotto. Fluttua nel corso della giornata, a seconda della quantità di energia utilizzata.

Ecco un'analogia: pensa all'acqua che scorre attraverso i tubi. Le linee elettriche sono i tubi stessi e la tensione è come la pressione dell'acqua nei tubi, cioè la quantità di forza che spinge l'acqua (o l'elettricità). L'uso di grandi quantità di energia fa abbassare la tensione, come quando la lavatrice si accende mentre si sta facendo la doccia; all'improvviso la pressione diminuisce perché anche altri apparecchi usano l'acqua.

La pressione è influenzata anche dalla vicinanza dell'elettrodomestico alla sorgente. Ad esempio, se la lavatrice e la doccia fossero collegate proprio ai piedi della diga, anziché alla fine di parecchie miglia di tubi, potreste averle entrambe accese e non notare un calo di pressione.

Per un sistema di distribuzione elettrica, questo significa che le case più lontane dalla sottostazione sono le più suscettibili al voltaggio (inferiore) quando si utilizzano grandi quantità di energia.

La gestione della tensione è sempre stata un problema per gli operatori di rete, in particolare nelle zone rurali dove le linee elettriche sono più lunghe. La bassa tensione su linee elettriche lunghe spesso significa luci fioche e tremolanti per i residenti alla fine della linea.

Il rovescio della medaglia, le sovratensioni possono danneggiare le apparecchiature elettroniche sensibili - un po 'come quando la pressione dell'acqua fa uscire il tubo del giardino dal rubinetto.

Queste fluttuazioni possono diventare un problema per le compagnie elettriche quando la tensione non rientra nell'intervallo consentito.

In che modo l'energia solare influisce sulla tensione?

Le nostre reti elettriche non sono state originariamente costruite per molte fonti di generazione locali come pannelli solari sul tetto o piccole turbine eoliche. Fino a poco tempo fa, il potere era generalmente fluito solo in una direzione, da una grande centrale elettrica (solitamente alimentata a carbone) ai consumatori.

L' numero crescente di pannelli solari domestici sulla rete hanno cambiato questo paesaggio e ora il potere scorre in entrambe le direzioni. I pannelli solari possono rendere più complessa la gestione della rete, perché la tensione sale dove stanno generando energia.

Un piccolo aumento di tensione non è un problema quando c'è abbastanza richiesta di elettricità. Ma quando nessuno è nelle vicinanze, l'energia solare potrebbe sollevare la tensione oltre il limite massimo.

In questo caso, i dispositivi di protezione del circuito nel generatore probabilmente scatteranno e i pannelli solari verranno interrotti, per proteggere la rete. Ciò significa anche che la famiglia non avrà accesso (o verrà pagato per!) All'energia solare che sta generando.

Qualsiasi generatore di proprietà del cliente può influire sulla tensione, inclusi solare, batterie o generatori diesel. Ma tendiamo a parlare di energia solare perché è di gran lunga il mezzo più popolare di generazione locale; L'Australia ora ha più di 1.5 milioni di case con tetto solaree quella cifra sta aumentando rapidamente.

Mentre alcune persone potrebbero vedere questo come un problema, a volte la soluzione sta nel problema stesso. In questo caso, i nuovi sistemi solari possono offrire un modo molto più sofisticato per gestire la tensione di rete.

griglie più intelligenti
L'innovazione: gli inverter intelligenti possono controllare il solare e le batterie per stabilizzare la tensione sulla rete.

Come può il solare diventare la soluzione?

Tradizionalmente, le soluzioni per la gestione della tensione sono piuttosto spinte, influenzando decine o addirittura centinaia di proprietà alla volta, nonostante il fatto che le condizioni potrebbero essere molto diverse in ciascuna proprietà. L'attrezzatura utilizzata, piena di nomi tecnici come "commutatori sotto carico" e "compensatori di caduta della linea", è costosa e spesso si trova all'interno dei trasformatori delle sottostazioni. Tutto questo kit di ingegneria elettrica si aggiunge al costo dell'energia per i clienti.

Tuttavia, i nuovi sistemi di energia solare e batteria ora hanno l'intelligenza per gestire la tensione in un modo più economico e più mirato, attraverso i loro invertitori "intelligenti". Queste nuove tecnologie potrebbero fornire il collegamento mancante a nuove fonti energetiche rinnovabili e affidabili.

Funziona così: solare residenziale, batterie e altri generatori sono collegati alla rete tramite inverter che ora hanno incorporato IoT (Internet delle cose) tecnologia delle comunicazioni. Questi inverter intelligenti consentono alla rete di "parlare" con il generatore locale e richiedere servizi di supporto, anche attraverso ciò che viene chiamato potere reattivo (vedi grafico sotto).

La potenza reattiva può aiutare ad alzare e abbassare la tensione sulla rete, migliorando la qualità della nostra potenza inclusa la stabilità della tensione. Per maggiori dettagli tecnici vedi il nostro rapporto appena rilasciato sul potenziale di inverter intelligenti per aiutare a gestire la rete.

inverter intelligenti
Gli inverter intelligenti possono esportare o assorbire sia la potenza reale che quella reattiva.

Tutto questo è possibile solo se le aziende di rete sono aperte a nuovi modi di operare proattivi, come dimostrato dai nostri partner di progetto rinnovati nelle reti Energia unita in Victoria e Energia essenziale nel Nuovo Galles del Sud.

Ciò significa uno spostamento del pensiero dal tradizionale modello passivo del cliente: forniamo energia a te! - a uno più dinamico e collaborativo in cui i clienti possono effettivamente aiutare a gestire la rete e utilizzare e generare energia.

Certo, la transizione di un intero sistema energetico non è un'impresa da poco, ma offre l'opportunità di costruire un sistema elettrico migliore e più resistente che include più energia rinnovabile.

Se siamo intelligenti, non avremo bisogno di scambiare il nostro impatto sul clima con l'affidabilità del nostro sistema elettrico. Dobbiamo solo essere aperti ai nuovi modi di risolvere vecchi problemi.

Se sei interessato a saperne di più, l'Institute of Sustainable Futures terrà martedì un forum pubblico su Networks Renewed presso il campus UTS 14 su 12: 15-3: 15 pm. Per maggiori informazioni Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo..

Riguardo agli Autori

Lawrence McIntosh, Senior Research Consultant, Institute for Future Futures, Università della Tecnologia di Sydney e Dani Alexander, Principal di ricerca, Istituto per i futures sostenibili, Università della Tecnologia di Sydney

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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