Домашние солнечные электростанции с накопителями энергии находятся на пороге сетевого паритета в ЕС

В соответствии с выводами нового доклада консультантов из Wood Mackenzie, домашние солнечные электростанции, оснащённые накопителями энергии (solar-plus-storage systems), достигнут «сетевого паритета» в Европе в 2021 году. Это означает, что гражданам будет дешевле вырабатывать собственную электроэнергию, чем покупать её «в сети», то есть у сбытовых компаний.

Как мы писали ранее, домашние солнечные электростанции сами по себе достигли сетевого паритета во многих странах Европы уже давно. Теперь приходит черёд ещё более капиталоёмких систем.

«Основные европейские рынки, такие как Германия, Италия и Испания двигаются в сторону сетевого паритета солнечных электростанций с накопителями», — отмечает старший аналитик Рори МакКарти, один из авторов доклада «Europe residential energy storage outlook 2019-2024».

WoodMac ожидает, что европейский рынок домашних накопителей к 2024 году вырастет до 500 МВт/1,2 ГВт*ч инсталляций в год, и суммарно, накопленным итогом к указанному году в Европе будет установлено 6,6 ГВт*ч, в пять раз больше, чем сегодня.

По словам Маккарти, домохозяйства смогут экономить деньги, используя солнечные батареи на крыше, «подкреплённые» аккумуляторными батареями, в Италии с 2021 года и в Германии с 2022 года – NPV и IRR проектов становится положительным. «Мы ожидаем, что эта тенденция распространится по всей Европе. Изменится мотив принятия решений — от эмоциональной покупки к разумному инвестиционному решению».

В докладе говорится, что стремительное снижение стоимости систем хранения и все более высокие счета за электроэнергию являются основными факторами, способствующими наступлению этого переломного момента.

Тем не менее, для развития рынка всё равно требуются финансовые инновации, поскольку первоначальные затраты на системы «солнце плюс накопитель» всё ещё высоки.

В качестве примера приводится Германия, где «надбавка» в виде стоимости системы хранения энергии составляет в 2019 году весомые 93% от стоимости солнечной электростанции. Поэтому для того, чтобы накопители энергии стали массовыми необходимы более инновационные бизнес-модели.

В то же время рост цен на электроэнергию, наряду с желанием потребителей жить в более экологически устойчивом домохозяйстве также весьма способствует развитию этого рынка.

В отчете отмечается, что Великобритания и Франция не достигнут сетевого паритета до 2024 года, однако WoodMac ожидает роста числа систем «солнце плюс накопитель» в этих двух странах независимо от этого.

Автономные солнечные электростанции для дома и офиса

Автономные солнечные электростанции

Основным направлением деятельности Рентехно является проектирование и строительство фотоэлектрических систем для электроснабжения объектов различной сложности. За счет того, что электрическая энергия вырабатывается в процессе непосредственного преобразования солнечной энергии, фотоэлектрическая солнечная электростанция — это полностью экологически нейтральный и прибыльный в экономическом плане объект электроэнергетики. Фотоэлектрические системы бывают резервными и автономными.

Схема автономной домашней солнечной электростанции

Автономные фотоэлектрические системы

Автономная солнечная электростанция (фотоэлектрическая система) чаще всего используется там, где отсутствуют линии централизованного электрообеспечения (прокладка воздушный или кабельных линий затруднена или экономически невыгодна), а также для электропитания передвижных мобильных объектов. Кроме того, автономные солнечные электросистемы все чаще используются в качестве дополнительной системы энергообеспечения в местах (районах), имеющих свободный доступ к централизованной системе электроснабжения, чтобы обеспечить энергонезависимость объекта или снизить расходы на оплату электричества. Рентехно, опираясь на свой опыт, готова способствовать в правильном выборе наиболее подходящего технического решения на базе энергоэффективных технологий солнечной PV энергетики. Среди прочих, к автономным фотоэлектрическим системам электропитания (автономным off-grid солнечным электростанциям) мы относим домашние солнечные электростанции и решения на базе парковочных автомобильных навесов, а также PV системы автономного энергосберегающего освещения — уличные солнечные фонари и солнечное освещение билбордов.

Автономные электростанции на солнечных батареях

Автономная солнечная электростанция включает в себя:

• Солнечные модули (батареи, панели), преобразующие в электроэнергию падающую на их рабочую поверхность энергию излучения Солнца.
• Блок аккумуляторных батарей, в которых происходит накопление избыточной электроэнергии в дневное время и которые становятся главным источником электроэнергии, когда солнечные модули не могут полностью обеспечить потребности потребителя в электричестве.
• Контроллеры заряда/разряда – устройства, не только управляющие процессом зарядки аккумуляторов, но и позволяющие оптимизировать процесс энергообеспечения потребителей при работе от блока аккумуляторов, минимизируя потери и продлевая срок автономного функционирования объекта.
• Инвертор – преобразователь постоянного тока, поступающего в систему от блока фотоэлектрических солнечных батарей или АКБ, в переменный, который подается непосредственно в энергосистему объекта.

В европейских странах, Канаде и США фотоэлектрические системы все чаще используют в качестве резервного энергообеспечения, ведь обеспечить полностью автономное функционирование нет возможности вследствие недостаточного уровня генерации как в вечернее и ночное время, так и в зимний период. Впрочем, с внедрением энергоэффективных и достаточно емких систем накопления и хранения электроэнергии (над их разработкой постоянно работает целый ряд корпораций и научных центров), а также специализированного программного обеспечения, которое обеспечит контроль над всеми процессами в энергосистеме и обеспечит оптимальное электрораспределение, этот недостаток будет исправлен. Это позволит в полной мере использовать те преимущества, которые могут предоставить фотоэлектрические солнечные системы:

• Установка систем в местах, где прокладка централизованной линии электропередачи либо затруднена, либо потребует неоправданно больших затрат (к примеру, это могут быть объекты туристической инфраструктуры высоко в горах, на островах, либо объекты строительства на начальном этапе и т.д.).
• Бесшумность работы.
• Экологическая безопасность и дружественное отношение к окружающей среде.
• Минимальный уровень техобслуживания.

Компания Рентехно обеспечивает проектирование, экономическое обоснование и установку автономных (резервных) фотоэлектрических систем разной мощности, которые гарантируют технические характеристики, исходя из задач и требований конкретного клиента. Мы предоставляем свои услуги по проектированию и установке солнечных электростанций по всей территории Украины.

Чтобы обеспечить безусловную надежность и стабильность энергообеспечения объекта, мы готовы спроектировать и смонтировать гибридные системы, которые представляют собой комбинацию нескольких источников электроэнергии – как традиционных (централизованная сеть, дизельгенераторы и т.д.), так и альтернативных (ветроэлектрические установки, солнечные батареи). Исходя из значения суммарной мощности потребления, наши инженеры-проектировщики подберут тип и количество фотоэлектрических солнечных модулей, рассчитают необходимую емкость системы аккумуляторов, параметры инверторов и контроллеров заряда/разряда.

Важное преимущество систем электропитания, основанных на солнечных модулях – полная безопасность солнечной энергетики как для окружающей среды, так и людей, которые могут работать в непосредственной близости. Установка альтернативных источников энергии – это инвестиции в сохранение природного разнообразия и чистоты планеты, социально ответственный поступок перед будущими поколениями жителей Земли. Чтобы увеличить эффективность работы солнечной электростанции, мы предлагаем монтаж поворотных двухосевых трекеров – подвижные опорные металлоконструкции позволяют поднять значение годовой генерации фотоэлектрической станции на 30-40%.

Мобильные и переносные солнечные электростанции

Предлагаем вашему вниманию мобильные несетевые фотоэлектрические станции серии RT-MSPP, которые представляют собой надежные, автономные, экологически чистые и легкие в эксплуатации системы для стабильного питания электропотребителей, не имеющих постоянного доступа к централизованным сетям. К особенностям данных систем относится полная автономность работы, скорость и простота развертывания и перевода в походное состояние и возможность использования на различных типах поверхности. Некоторые варианты мобильных электрических систем могут использоваться в качества домашней или загородной солнечной электростанции, а также для энергообеспечения сезонных объектов, к примеру, кемпингов или летних лагерей.

Автономные солнечные электростанции для частных домов

Заказать автономную солнечную электростанцию для промышленного объекта или офиса можно в компании Рентехно — наши цены и качество вас приятно удивят. 

Домашние солнечные электростанции, их виды и особенности в Воронеже

В современности домовладельцы всё чаще обращаются к альтернативным источникам электроэнергии, так как цены на 1 кВт обычного электричества растут, что делает последнее менее привлекательным. В качестве замены такого рода источника выступают домашние солнечные электростанции. Покупка оборудования и его монтаж – дело не из простых, так как оба пункта требуют денежных и трудовых вложений, профессиональных навыков.

Разновидности

Видовое деление домашних солнечных электростанций происходит с учётом следующих параметров: конструкции и принципа работы устройств. Перечислим основные виды.

Башенная станция

В конструкции такого вида есть особенность: в центре зеркальной площади электростанции располагается башня.

В дневное время сигналы из центра управления определяют положение зеркал. Они регулируются и располагаются к солнцу так, что угол отражения света направляет лучи на котёл, расположенный вверху башни. В ясные дни, когда солнце светит наиболее ярко, внутренность котла может нагреваться до 700 градусов по Цельсию. Такая температура заставляет воду испаряться, а именно она играет роль теплоносителя в солнечной электростанции. В таком состоянии пар направляется в турбину, которая запускает электрогенератор. Коэффициент полезного действия при такой схеме достигает 20%. Таким способом электроэнергией можно обеспечить жилые дома, или даже маленькие промышленные строения.

Тарельчатая станция

Схема работы таких солнечных электростанций схожа с башенной системой, за небольшим исключением. Здесь применяется модульный механизм, состоящий из нескольких модулей из самостоятельных отражателей тарельчатой формы и приёмника солнечных лучей. Диаметр зеркала может составлять около двух метров. Самостоятельные группы модулей могут образовывать единую электрическую сеть.

Тарельчатые солнечные электростанции изготавливаются в виде стационарных или переносных моделей. Последние часто используются в дальних экспедициях (к примеру, в поисковых), где на местах преобладает количество солнечных дней.

Панельная домашняя электростанция

В конструкции таких станций используются фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи, реализованные на монтажных платах. Мощность электрического тока в таких станциях достигает десятки мВт, если преобразователи соединяются в одну сеть. Панели универсальны: применяются на крышах домов, автомобилей, на воде, в космосе.

Такие станции доставляют удобство частным домовладельцам, так как обеспечивают их электроэнергией для решения многих бытовых вопросов. Панели перманентно генерируют солнечные лучи в ток, направляющийся в аккумуляторные батареи. Без задействования этих батарей, только от электротока панелей могут функционировать лишь небольшие потребители электричества (калькуляторы, часы и т. д.).

Аккумуляторы не перезаряжаются или разряжаются, так как в них установлены специальные контроллеры, отслеживающие уровень заряда. Более дешёвая по исполнению альтернатива – световой диод. Минус последнего варианта заключается в том, что контроль над уровнем заряда аккумуляторов возлагается на домовладельца.

Основными источниками питания в таких станциях являются аккумуляторные батареи, которые обеспечивают электроэнергией весь дом и отдельные бытовые приборы; последние часто работают от переменного тока с напряжением 220 В. Для того, чтобы обеспечить постоянный ток батареи таким уровнем напряжения, применяются преобразователи – инверторы. Таким образом, обеспечивается подача электроэнергии на такие мощные бытовые приборы, как холодильные аппараты, пылесосы, стиральные машины и т. д.

Возможно прямое обеспечение электроэнергией маломощных устройств с блоками питания, требующими низкое напряжение (12 и 24 В). Например, это радиоэлектроника, персональные компьютеры и зарядные устройства.

Разновидности панельных солнечных электростанций

Панельные станции удобны для использования в быту. Разновидности таких систем и их параметры:

• Автономные домашние электростанции. Такие устройства включают в свою конструкцию солнечные панели и аккумуляторные батареи. Конструкция позволяет соорудить систему обеспечения электричеством, полностью независящую от внешних источников. Главным минусом подобных станций является стоимость оборудования. Особенно она высока на накопители электроэнергии (аккумуляторные батареи).
• Сетевые электростанции. В конструкции таких домашних электростанций отсутствуют батареи. Такие станции применяются в стационарных электросетях. Преобразованная солнечная электроэнергия используется различными потребителями, а излишняя часть высвобождается в общую электросеть. Оттуда же берется, когда электричества недостает от солнечной энергии. Общая сеть в таком случае играет роль накопителя электричества. Создается ситуация зависимости от стационарной электросети и электроэнергии в ней, что становится недостатком подобной схемы солнечной электростанции. Сфера применения таких сетевых станций – частные дома малых размеров, потребляющие около 10 кВт электричества.
• Гибридные электростанции. Представляют собой усреднённую версию предыдущих схем, так как имеют схожие параметры. Преимущества таких устройств: меньшие затраты на дорогостоящее оборудование (накопители), компенсация аварии (к примеру, при выходе из строя стационарного источника, или при больших токовых нагрузках).

Закон накопления энергии — Владельцы домашних «зеленых» электростанций стали полноценными участниками энергорынка

Владельцы домашних «зеленых» электростанций стали полноценными участниками энергорынка

Владельцы небольших солнечных и ветряных генераторов смогут продавать излишки электричества гарантирующим поставщикам. Такие поправки в Федеральный закон «Об электроэнергетике» приняла на днях Госдума РФ. Документа давно ждали и производители возобновляемых источников энергии (ВИЭ), и потребители. Насколько востребована возобновляемая энергетика в регионах СЗФО, как изменится рынок благодаря реформе, выясняла корреспондент «Российской газеты».

Не более 15 киловатт

Чаще всего объекты микрогенерации в РФ представлены солнечными батареями, расположенными на крышах зданий, реже — ветряками, требующими отдельной площадки для установки. Даже в регионах с одним из самых низких уровней инсоляции в стране, таких как Калининградская область, грамотно подобранный солнечный модуль способен производить в год больше киловатт в час, чем потребляет частный дом.

Однако процесс этот неравномерен: в летние и весенние месяцы энергии чрезмерно много, а зимой солнца не хватает. С реализацией излишков у владельцев домашних подстанций возникали проблемы. Ведь официально передавать в энергосистему электричество и получать за него деньги раньше могли только юридические лица, имеющие специальную лицензию.

Житель Калининграда Сергей Рыжиков, установивший солнечную электростанцию на крыше своего частного дома несколько лет назад, вначале копил энергию с помощью аккумуляторов. Но их емкости не хватало, чтобы принять излишки в течение одного солнечного дня. О том, чтобы запастись солнцем на зиму, говорить не приходилось.

Сергей решил передавать неиспользованную энергию в городскую сеть и при необходимости забирать обратно. В калининградской энергосетевой компании инициативу поддержали, но предупредили, что реализовать ее на практике будет непросто. Ведь ранее в России таких прецедентов не было. На выработку технических условий ушло пять месяцев. Плана сэкономить или заработать калининградец не ставил, его прельщала сама идея жить на солнечной энергии.

Недавние поправки в ФЗ «Об электроэнергетике» позволят владельцам частных альтернативных электростанций решать проблемы энергетических излишков, не тратя месяцы на переговоры с сетевиками. Более того, ВИЭ не только сведут к нулю платежи за электричество, но и начнут приносить домохозяйствам деньги. Документ наделяет любого жителя частного дома, у которого установлен объект микрогенерации, правом продавать гарантирующему поставщику неиспользованную энергию по средневзвешенной цене оптового рынка.

Электростанция может быть как исключительно «зеленой», так и комбинированной, то есть сочетающей традиционные источники энергии и ВИЭ. Главное требование — мощность не должна превышать15 киловатт. Порядок присоединения таких объектов к общей сети будет упрощенным, отмечают в Госдуме РФ.

- Закон поспособствует развитию экологически чистых, приближенных к потребителю технологий энергообеспечения, в первую очередь — в труднодоступных, удаленных и изолированных районах, — комментирует ситуацию председатель комитета по энергетике Госдумы РФ Павел Завальный. — Он позволит предотвратить перебои с электричеством, сгладить пики потребления и сократить затраты потребителей.

Окупится за несколько лет

По оценкам российской Ассоциации предприятий солнечной энергетики, число крышных солнечных электростанций в РФ достигает нескольких десятков тысяч, а их суммарная мощность — нескольких десятков мегаватт.

Только в текущем году отечественные компании реализовали на розничном рынке солнечные модули общей мощностью пять мегаватт. По сравнению с позапрошлым годом рынок подрос примерно на пять процентов — даже при отсутствии у потребителей возможности продавать излишки энергии.

Закон поспособствует развитию экологически чистых технологий энергообеспечения в отдаленных районах

- Рост идет в основном за счет сегмента b2b, — делится информацией директор Ассоциации предприятий солнечной энергетики Антон Усачев. — Это небольшие деревообрабатывающие предприятия, представители индустрии гостеприимства, охотничьи хозяйства. А также некрупные производители различных гаджетов, работающих на солнечной энергии. Отрадно, что новые правила игры распространяются наравне с гражданами и на таких предпринимателей.

Крупнейшая в России интегрированная компания в области солнечной энергетики проанализировала, в каких российских регионах крышные модули пользовались в текущем году наибольшим спросом. В группу лидеров попали только два субъекта СЗФО — Санкт-Петербург и Ленинградская область. В общей сложности на них пришлось чуть более пяти процентов розничных продаж компании.

Петербургская агломерация действительно обгоняет остальную территорию Северо-Запада по уровню инсоляции: показатель составляет здесь от трех с половиной до четырех киловатт в час на квадратный метр поверхности в сутки. Кроме того, спрос на ВИЭ подогревают такие факторы, как стоимость технического присоединения к энергетическим сетям и покупательная способность населения.

Однако благодаря новому закону перспективными рынками сбыта могут стать и другие субъекты СЗФО. В Калининградской области, где уровень инсоляции не превышает трех киловатт в час на квадратный метр поверхности в сутки, крышные установки для частных домов раньше окупались за 10-15 лет. Возможность продавать летние и весенние излишки энергии значительно сократит этот срок.

- Нововведения заработают, когда будут приняты упрощенный порядок присоединения объектов микрогенерации к электросетям и порядок продажи излишков энергии, — продолжает Антон Усачев. — Игроки рынка ВИЭ очень надеются, что законодательный процесс не затянется. Кроме того, важно, чтобы эти подзаконные акты предусматривали сальдирование «зеленой» энергии внутри месяца, а не по итогам суток или часа.

Деньги из ветра

Импульс к развитию российский рынок ВИЭ получил благодаря механизму договоров на поставку мощности (ДПМ), заработавшему в 2013 году. Государство в рамках программы ДПМ гарантировало доходность проектов по строительству солнечных, ветряных и гидроэлектростанций.

Инвесторы могут вернуть свои затраты в течение 15 лет за счет повышенных платежей энергорынка. Суммарная мощность масштабных сетевых объектов генерации, уже введенных в эксплуатацию, превысила тысячу мегаватт.

Крупные солнечные электростанции в регионах СЗФО не появились и в ближайшие годы не появятся. Зато инвесторы запустили несколько проектов, связанных с энергией воды, в Карелии. А в Мурманской области в сентябре этого года начались работы по строительству Кольской ветроэлектростанции мощностью более 200 мегаватт. Инвестор — «дочка» международной энергетической группы с головным офисом в Италии, инвестирует в проект 273 миллиона евро.

- Этот ветропарк является первым крупным объектом возобновляемой энергетики, расположенным за полярным кругом, — подчеркивает глава европейскогл подразделения международной энергетической компании Симоне Мори. — Он поможет диверсифицировать энергетический профиль Мурманской области, используя обилие ее ветровых ресурсов.

Последний конкурсный отбор завершился летом текущего года. А осенью 2019-го федеральный центр принял знаковое решение о продолжении программы стимулирования ВИЭ до 2035 года. Сейчас обсуждаются новые критерии отбора проектов, новые механизмы развития рынка. Как считают некоторые эксперты, необходимо усилить меры государственной поддержки, не делая ставки исключительно на повышенные платежи энергорынка.

Солнечные электростанции для бизнеса и дома «под ключ»

Одна из ключевых компетенций Avenston Engineering заключается в строительстве и сервисном обслуживании солнечных электростанций средней и большой мощности. Наша группа компаний с 2010 года осуществляет комплекс работ по разработке проектов, строительству и обслуживанию фотоэлектрических солнечных электростанций всех типов, накопив огромный практический опыт реализации солнечных проектов:

Солнечные электростанции от Avenston Engineering — это полная профессиональная поддержка и экспертиза на всех этапах. Мы проектируем и строим любые типы современных солнечных электростанций: промышленные солнечные электростанции, коммерческие солнечные электростанции, солнечные электростанции для бизнеса, домашние солнечные электростанции, солнечные электростанции для фермеров, наземные солнечные электростанции, крышные солнечные электростанции, сетевые солнечные электростанции, автономные солнечные электростанции, солнечные навесы, солнечные электростанции на кристаллических солнечных модулях, солнечные электростанции на тонкопленочных солнечных модулях, и тому подобное. Мы работаем с солнечными электростанциями различной мощности: 10 кВт, 30 кВт, 100 кВт, 300 кВт, 500 кВт, 1 МВт, 5 МВт, 10 МВт и выше.

Промышленные солнечные электростанции

Компания Avenston Engineering — это синтез мощного инженерно-проектировочного кластера, который опирается в своей работе на множество собственных разработок и ноу-хау, и передовой производственной базы. Мы имеем огромный опыт строительно-монтажных работ и эксплуатации объектов энергетики. Это позволило нам успешно реализовать многие проекты строительства промышленных солнечных электростанций, суммарная мощность которых превышает сотню мегаватт. Мы не просто умеем проектировать и строить солнечные электростанции, мы умеем организовать процесс комплексно, начиная от выбора земельного участка и решение всех вопросов, связанных с запуском станции в эксплуатацию, и к началу работы по зеленому тарифу.

Нами накоплен опыт строительства объектов солнечной энергетики самого различного назначения:
— Мощные (от 10 МВт) промышленные солнечные электростанции.
— Наземные солнечные электростанции средней (3-10 МВт) мощности.
— Коммерческие крышные солнечные электростанции, в том числе с локацией на нескольких зданиях.
— Промышленные резервные солнечные электростанции, и тому подобное.

Домашние солнечные электростанции

Кроме коммерческих объектов солнечной энергетики наши специалисты имеют большой опыт в сегменте домашних солнечных электростанций. Большая часть из построенных нами проектов этого типа — это сетевые домашние солнечные электростанции. Также мы строили домашние солнечные электростанции для собственных нужд — резервные системы электрообеспечения. Наши домашние решения включают в себя как крышные солнечные электростанции, так и системы, размещенные на крышах, фасадах и навесах.

Технологии солнечной энергетики

Технологические процессы при производстве компонентов для солнечной энергетики неумолимо развиваются, повышая с каждым годом эффективность работы солнечных электростанций. Еще в начале 2000-х годов эффективность преобразования энергии солнечного излучения составляла всего около 10% для коммерческих образцов, доступный на рынке. Но за прошедшие два десятилетия этот параметр улучшился вдвое, что одновременно с существенным снижением себестоимости фотоэлектрической продукции обеспечило стабильную базу для бурного развития отрасли по всему миру.  

Группа компаний Авенстон небезосновательно гордится своей командой, участники которой еще 20 лет назад активно принимали участие в соответствующих научно-исследовательских работах и внедряли передовые технологии солнечной энергетики в серийное производство. Многие годы были посвящены отработке таких сложных и высокотехнологических процессов как кислотное и щелочное химическое травление кремниевых пластин, высокотемпературная диффузия фосфора, плазмо-химическое травление, нанесение сверхтонких антибликовых покрытий на основе пленок диоксида титана и нитрида кремния. Эти и многие процессы были освоены и запущены в серийное производство кремниевых фотоэлектрических преобразователей, а в последствие — солнечных модулей. 

Глубокое понимание физики процессов внутри солнечных элементов и батарей вместе с многолетней экспертизой по проектированию, строительству и эксплуатации разнообразных фотоэлектрических систем позволяет команде Авенстон максимально эффективно и рационально подходить к выбору оборудования для своих солнечных электростанций. Переходя от микромира на уровень макромира с его инверторами, трансформаторами и прочим силовым оборудованием, мы продолжаем при необходимости использовать подходы и методики из сфер науки, микроэлектроники и нанотехнологий, успешно объединяя их с современными инструментами проектного менеджмента и собственной системой управления качеством.

Домашние солнечные электростанции: кого и почему ограничивает новый закон

25 апреля Верховная Рада приняла законопроект №8449-д и коренным образом изменила регулирование отрасли возобновляемой энергетики Украины. Среди прочего в текст закона попала поправка №24, которая ограничивает возможность для владельцев солнечных электростанций, установленных на земле частных домохозяйств, продавать электроэнергию по более высокой цене (по «зеленому» тарифу), чем та, которая произведена на традиционных электростанциях.

Закон предусматривает, что «зеленый» тариф применяется только к электрической энергии, произведенной из энергии солнечного излучения, и если электростанция отвечает следующим условиям:

• энергия производится генерирующими установками частных домохозяйств, 
• их мощность не превышает 50 кВт,
• генерирующие установки установлены на крышах и/или фасадах зданий и других капитальных сооружений.

Что именно это меняет и для кого

Ранее продавать энергию по «зеленому» тарифу мог любой человек, установивший в своем домохозяйстве солнечную электростанцию (СЭС) мощностью до 30 кВт. По новым правилам, максимальная установленная мощность электростанций увеличится до 50 кВт.

По новому закону электростанции должны располагаться исключительно на крышах и/или фасадах зданий. Следовательно, для заключения договора купли-продажи электроэнергии по «зеленому» тарифу владельцу СЭС необходимо подтвердить право собственности или пользования сооружением, где установлены солнечные панели.

Зарегистрировать право собственности можно только на те здания или сооружения, которые не могут быть отделены от земельного участка и перемещены без существенного обесценивания. Другими словами, сооружение должно иметь фундамент, быть «капитальным», а не временным. А чтобы зарегистрировать право собственности на такие сооружения, необходимо выполнить еще ряд условий: соблюдать порядок строительства и ввода в эксплуатацию, который предусмотрен законом «О регулировании градостроительной деятельности».

Для большинства простых сооружений это несложно. Необходимо просто внести в Реестр разрешительных документов Государственной архитектурно-строительной инспекции Украины сообщение о начале строительных работ, а впоследствии – декларацию о готовности объекта к эксплуатации. Эти действия можно выполнить онлайн через электронный портал административных услуг.

Законопроект предлагает альтернативу тем, кто не готов заниматься строительством и хочет разместить солнечные панели прямо на своем земельном участке. Все вышеупомянутые ограничения не касаются комбинированных ветро-солнечных генерирующих электроустановок. То есть если ваша домашняя электростанция, кроме солнечных панелей, включает в себя ветровую турбину (ветряк), то все ее компоненты (и турбина, и солнечные панели) могут быть размещены прямо на земле. Но размер «зеленого» тарифа для таких установок меньше на 10–25% (зависит от года постройки установки).

Для чего нужны эти изменения

Парламентарии и представители Кабмина настаивают, что новые ограничения призваны бороться со злоупотреблениями крупных инвесторов, которые занимаются так называемым дроблением. Такие инвесторы выкупают большое количество земельных участков в одном месте и строят десятки мелких, якобы «домашних» СЭС вместо одной промышленной, для работы которой необходимо иметь землю со специальным целевым назначением, пройти большое количество регуляторных процедур.

В итоге такие хитрые инвесторы тратят меньше средств на реализацию проекта и получают «зеленый» тариф для домашних СЭС, который выше, чем тариф для промышленных СЭС. Это противоречит идеологии «зеленого» тарифа. Ведь домашние СЭС должны продавать только излишки энергии, которые не используются ими для собственного потребления.

Кабмин также считает, что закон позволит сдерживать рост цен на электрическую энергию. Но такая позиция является не слишком обоснованной, учитывая рыночную долю электроэнергии, произведенной домохозяйствами в общем объеме производства электроэнергии, – она меньше 1%.

Защитники домашних СЭС утверждают, что «зеленый» тариф для таких станций – важный инструмент поддержки устойчивого развития и распределенной генерации. Усложнение механизма замедлит развитие этого направления, ведь площади крыш и фасадов капитальных сооружений домохозяйства, как правило, недостаточно для размещения мощной СЭС с выгодным сроком окупаемости.

К тому же нововведения полностью не закрывают возможности для злоупотреблений путем дробления крупных СЭС на малые. Правила для домашних СЭС все равно остаются более привлекательными по сравнению с регуляторными процедурами, которые нужно пройти инвестору для строительства полноценной промышленной электростанции.

Иными словами, законодатели и правительство проблему актуализировали: солнечные электростанции промышленных масштабов пользуются преимуществами «зеленого» тарифа, который предусмотрен для домашних СЭС, и таким образом обходят требования закона. Но принятые изменения не решают этот вопрос, а лишь немного усложнят жизнь нечестным владельцам СЭС. А вот для настоящих домашних СЭС новые правила могут стать серьезным препятствием для расширения. Чтобы исправить возникший перекос, ряд экспертов заявили о необходимости подготовки отдельного законопроекта, регулирующего работу домашних СЭС. 
Больше читайте тут: https://gordonua.com/publications/domashnie-solnechnye-elektrostancii-kogo-i-pochemu-ogranichivaet-novyy-zakon-934193.html

Домашние солнечные электростанции: правила ухода

Солнечная энергетика с каждым годом обретает широкое распространение. Знаете ли вы более экологичный метод получения электричества, чем солнечная электростанция? И хотя за пользование солнечной электростанцией вам не выставят счет, эта техника требует осторожного обращения и специального ухода.

Подобно другим системам энергоснабжения, солнечная электростанция периодически нуждается в техническом обслуживании, осмотре и диагностике. Доверять эту ответственную работу желательно специалистам, ведь у них достаточно опыта, чтобы распознать проблему и слабое место еще задолго до появления первых признаков неисправности.

Как часто проводить диагностику? На этот вопрос каждый владелец солнечных электростанций сам находит ответ. Расположение, интенсивность эксплуатации, а также другие факторы определяют частоту диагностики. Производители рекомендуют обращаться в сервисные компании ежегодно.

Диагностика и техобслуживание дают возможность выявить повреждения всех элементов цепи, реальный потенциал аккумуляторов, и их скрытые неисправности, поломки связанные с превышением лимита нагрузки, загрязнения, приводящие к поломке. Солнечная электростанция – дорогостоящая система, но при этом самое незначительное нарушение может вывести ее из строя или значительно снизить технические характеристики.

Зачем чистить солнечные панели?

Плоские элементы нуждаются в периодическом очищении поверхностей, ведь пыль и грязь которые скапливаются на панелях, значительно снижают эффективность их работы.

Пренебрегая простыми процедурами, перестав следить за чистотой солнечных панелей, вы просто теряете собственные деньги. Загазованный город, пыльная ферма или ветреное побережье – в любом месте плоские элементы обильно покрываются слоем пыли. Иногда потери производительности достигают почти четверти объема электроэнергии. К тому же благодаря регулярному очищению модулей, срок окупаемости солнечной электростанции сокращается примерно на 10-14 месяцев.

Если вы не уверены, что сможете справиться с чисткой модулей, обратитесь за помощью к специалистам. Но выполнить эту работу некоторые пользователи могут и самостоятельно.

Для чистки панелей выберите прохладные вечерние или утренние часы, но ни в коем случае не мойте солнечные батареи в жаркий полдень.

Весна традиционно считается отличным временем для генеральной уборки. А в течение года не забывайте регулярно снимать с поверхностей панелей налетевшую листву и снег.

На этом пока всё. И не забывайте поделиться прочитанным со своими друзьями!

Электростанция для дома

Ученым уже несколько десятилетий известно, что выбросы твердых частиц с судов могут оказывать сильнейшее влияние на низколежащие слоисто-кучевые облака над океаном. На спутниковых снимках части океанов Земли испещрены яркими белыми полосами облаков, которые соответствуют морским путям. Эти искусственно освещенные облака являются результатом крошечных частиц, производимых кораблями, и они отражают больше солнечного света обратно в космос, чем невозмущенные облака, и гораздо больше, чем темно-синий океан под ними.Поскольку эти «корабельные следы» блокируют часть солнечной энергии от достижения поверхности Земли, они предотвращают некоторое потепление, которое в противном случае произошло бы.

Формирование корабельных следов регулируется теми же основными принципами, что и все образования облаков. Облака появляются естественным образом, когда относительная влажность превышает 100 процентов, вызывая конденсацию в атмосфере. Отдельные облачные капли образуются вокруг микроскопических частиц, называемых ядрами конденсации облаков (CCN). Вообще говоря, увеличение CCN увеличивает количество облачных капель при уменьшении их размера.Через явление, известное как
Эффект Туми , эта высокая концентрация капель увеличивает отражательную способность облаков (также называемую альбедо ). Источники CCN включают аэрозоли, такие как пыль, пыльца, сажа и даже бактерии, а также антропогенные загрязнения с заводов и кораблей. В удаленных частях океана большинство CCN имеют естественное происхождение и содержат морскую соль от ударов океанских волн.

Спутниковые снимки показывают «следы кораблей» над океаном: яркие облака, которые образуются из-за частиц, выброшенных кораблями. Джефф Шмальц / Группа быстрого реагирования MODIS / GSFC / NASA

Целью проекта MCB является рассмотрение вопроса о том, может ли намеренное добавление большего количества морской соли CCN к низким морским облакам охладить планету. CCN будет образовываться путем распыления морской воды с судов. Мы ожидаем, что распыленная морская вода мгновенно высохнет в воздухе и образует крошечные частицы соли, которые поднимутся в облачный слой за счет конвекции и будут действовать как семена для облачных капель. Эти сгенерированные частицы будут намного меньше, чем частицы от ударов волн, поэтому будет только небольшое относительное увеличение массы морской соли в атмосфере.Цель состоит в том, чтобы создать облака, которые будут немного ярче (на 5-10 процентов) и, возможно, более продолжительными, чем обычные облака, в результате чего больше солнечного света будет отражаться обратно в космос.

« Солнечное вмешательство в климат » — это общий термин для таких проектов, как наш, которые связаны с отражением солнечного света для уменьшения глобального потепления и его наиболее опасных последствий. Другие предложения включают разбрызгивание отражающих силикатных шариков на полярные ледяные щиты и введение материалов с отражающими свойствами, таких как сульфаты или карбонат кальция, в стратосферу.Ни один из подходов в этой молодой области недостаточно изучен, и все они несут потенциально большие неизвестные риски.

Вмешательство солнечного климата
, а не — замена для сокращения выбросов парниковых газов, что является обязательным условием. Но такое сокращение не повлияет на потепление от существующих парниковых газов, которые уже находятся в атмосфере. Поскольку последствия изменения климата усиливаются и достигаются переломные моменты, нам могут потребоваться варианты предотвращения самых катастрофических последствий для экосистем и жизни человека.И нам потребуется четкое понимание как эффективности, так и рисков, связанных с технологиями солнечного воздействия на климат, чтобы люди могли принимать информированные решения о том, следует ли их внедрять.

Наша команда, базирующаяся на
Вашингтонский университет , Пало-Альто исследовательский центр (PARC) и Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория , объединяют экспертов в области моделирования климата, взаимодействия аэрозолей и облаков, динамики жидкости и систем распыления. Мы видим несколько ключевых преимуществ в повышении яркости морских облаков по сравнению с другими предлагаемыми формами воздействия солнечного климата на климат.Использование морской воды для образования частиц дает нам свободный, обильный источник экологически безвредного материала, большая часть которого будет возвращена в океан в результате осаждения. Кроме того, MCB может быть выполнен с уровня моря и не будет зависеть от самолетов, поэтому затраты и связанные с ними выбросы будут относительно низкими.

Воздействие частиц на облака носит временный и локальный характер, поэтому эксперименты с MCB можно проводить на небольших площадях и в короткие периоды времени (возможно, распыление в течение нескольких часов в день в течение нескольких недель или месяцев) без серьезного воздействия на окружающую среду или глобальный климат.Эти небольшие исследования все же дадут важную информацию о влиянии осветления. Более того, мы можем быстро прекратить использование MCB с очень быстрым прекращением его действия.

Солнечное вмешательство в климат — это общий термин для проектов, которые включают отражение солнечного света для уменьшения глобального потепления и его наиболее опасных последствий.

Наш проект охватывает три важнейшие области исследований. Во-первых, нам нужно выяснить, можем ли мы надежно и предсказуемо увеличить отражательную способность.Для этого нам нужно количественно оценить, как добавление сгенерированных частиц морской соли изменяет количество капель в этих облаках, и изучить, как облака ведут себя, когда в них больше капель. В зависимости от атмосферных условий MCB может влиять на такие вещи, как скорость испарения облачных капель, вероятность выпадения осадков и время жизни облаков. Количественная оценка таких эффектов потребует как моделирования, так и полевых экспериментов.

Во-вторых, нам нужно больше моделирования, чтобы понять, как MCB повлияет на погоду и климат как на местном, так и на глобальном уровне.Крайне важно изучить любые негативные непредвиденные последствия с помощью точного моделирования, прежде чем кто-либо подумает о реализации. Наша команда изначально фокусируется на моделировании реакции облаков на дополнительные CCN. В какой-то момент нам придется проверить нашу работу с мелкомасштабными полевыми исследованиями, которые, в свою очередь, улучшат региональное и глобальное моделирование, которое мы будем запускать, чтобы понять потенциальные воздействия MCB при различных сценариях изменения климата.

Третьей важной областью исследований является разработка распылительной системы, которая может производить частицы такого размера и концентрации, которые необходимы для первых небольших полевых экспериментов.Ниже мы объясним, как мы решаем эту проблему.

Одним из первых шагов в нашем проекте было определение облаков, наиболее подверженных осветлению. Посредством моделирования и наблюдательных исследований мы определили, что наилучшей целью является слоисто-кучевых облаков , которые являются маловысотными (около 1-2 км) и неглубокими; нас особенно интересуют «чистые» слоисто-кучевые облака, в которых мало CCN. Увеличение альбедо облаков с добавлением CCN обычно сильно в этих облаках, тогда как в более глубоких и более высококонвективных облаках их яркость определяют другие процессы.Облака над океаном, как правило, представляют собой чистые слоисто-кучевые облака, что хорошо, потому что повышение яркости облаков над темными поверхностями, такими как океан, приведет к наибольшему изменению альбедо. Они также удобно расположены рядом с жидкостью, которую мы хотим распылить.

В явлении, называемом эффектом Туми, облака с более высокой концентрацией мелких частиц имеют более высокое альбедо, что означает, что они обладают большей отражающей способностью. Вероятность появления дождя в таких облаках меньше, а удерживаемая облачная вода будет поддерживать высокое альбедо.С другой стороны, если сухой воздух сверху облака смешивается (унос), облако может производить дождь и иметь более низкое альбедо. В полной мере влияние MCB будет заключаться в сочетании эффекта Туми и этих настроек облака. Роб Вуд

Основываясь на нашем типе облака, мы можем оценить количество генерируемых частиц, чтобы увидеть измеримое изменение альбедо. Наш расчет включает типичные концентрации аэрозолей в чистых морских слоисто-кучевых облаках и увеличение концентрации CCN, необходимое для оптимизации эффекта осветления облаков, который, по нашим оценкам, составляет от 300 до 400 на кубический сантиметр.Мы также принимаем во внимание динамику этой части атмосферы, называемой морским пограничным слоем, учитывая как глубину слоя, так и примерно трехдневную продолжительность жизни частиц в нем. С учетом всех этих факторов, по нашим оценкам, одна система распыления должна непрерывно подавать примерно 3х10
¹⁵ частиц в секунду в облачный слой, который покрывает около 2000 квадратных километров. Поскольку вероятно, что не каждая частица достигнет облаков, мы должны стремиться к тому, чтобы на порядок или два больше.

Мы также можем определить идеальный размер частиц на основе начальных исследований моделирования облаков и соображений эффективности. Эти исследования показывают, что распылительная система должна генерировать капли морской воды, которые при высыхании превращаются в кристаллы соли диаметром всего 30–100 нанометров. Если размер меньше, то частицы не будут действовать как CCN. Частицы размером более пары сотен нанометров по-прежнему эффективны, но их большая масса означает, что на их создание тратится энергия. А частицы, размер которых значительно превышает несколько сотен нанометров, могут иметь негативный эффект, поскольку они могут вызвать выпадение дождя, которое приведет к потере облаков.

Нам необходимо четкое понимание как эффективности, так и рисков, связанных с технологиями солнечного воздействия на климат, чтобы люди могли принимать информированные решения о том, применять ли их.

Создание сухих кристаллов соли оптимального размера требует разбрызгивания капель морской воды диаметром 120–400 нм, что на удивление трудно сделать с точки зрения энергоэффективности. Обычные форсунки, в которых вода проходит через узкое отверстие, создают туман диаметром от десятков микрометров до нескольких миллиметров.Чтобы уменьшить размер капель в десять раз, давление через сопло должно увеличиться более чем в 2000 раз. Другие распылители, такие как ультразвуковые распылители в домашних увлажнителях, также не могут производить достаточно маленькие капли без чрезвычайно высоких частот и требований к мощности.

Решение этой проблемы потребовало нестандартного мышления и опыта в производстве мелких частиц. Это где
Armand Neukermans пришел.

После выдающейся карьеры в HP и Xerox, специализирующихся на производстве частиц тонера и струйных принтеров, в 2009 году к Нойкермансу обратились несколько выдающихся ученых-климатологов, которые попросили его применить свои знания в области создания капель морской воды.Он быстро собрал кадры добровольцев — в основном инженеров и ученых на пенсии . , и в течение следующего десятилетия эти самопровозглашенные «старые соли» решили эту задачу. Они работали в лаборатории Кремниевой долины, взятой напрокат, используя оборудование, купленное в их гаражах или из собственных карманов. Они исследовали несколько способов получения желаемого распределения частиц по размеру с различными компромиссами между размером частиц, энергоэффективностью, технической сложностью, надежностью и стоимостью.В 2019 году они переехали в лабораторию PARC, где у них есть доступ к оборудованию, материалам, объектам и другим ученым, имеющим опыт в аэрозолях, гидродинамике, микротехнологии и электронике.

Тремя наиболее многообещающими методами, идентифицированными командой, были шипучие форсунки, распыление соленой воды в сверхкритических условиях и электрораспыление для формирования конусов Тейлора (которые мы объясним позже). Первый вариант был признан наиболее простым для быстрого масштабирования, поэтому команда продвинулась вперед.В шипучей форсунке сжатый воздух и соленая вода перекачиваются в один канал, где воздух проходит через центр, а вода кружится по сторонам. Когда смесь выходит из сопла, она производит капли размером от десятков нанометров до нескольких микрометров, с подавляющим числом частиц желаемого диапазона размеров. Шипучие форсунки используются в самых разных областях, включая двигатели, газовые турбины и покрытия распылением.

Ключ к этой технологии заключается в сжимаемости воздуха.Когда газ течет через ограниченное пространство, его скорость увеличивается с увеличением отношения давлений на входе и выходе. Это соотношение сохраняется до тех пор, пока скорость газа не достигнет скорости звука. Когда сжатый воздух покидает сопло со звуковой скоростью и попадает в окружающую среду, давление которой намного ниже, воздух подвергается быстрому радиальному расширению, в результате чего окружающее водяное кольцо разрывается на крошечные капли.

Соавтор Гэри Купер и стажер Джессика Медрадо тестируют шипучую насадку внутри палатки. Кейт Мерфи

Нойкерманс и компания обнаружили, что шипучая форсунка работает достаточно хорошо для небольших испытаний, но эффективность — энергия, необходимая для каждой капли правильного размера — все еще требует повышения. Два основных источника отходов в нашей системе — это необходимое количество сжатого воздуха и большая часть слишком больших капель. Наши последние усилия были сосредоточены на изменении конструкции путей потока в сопле, чтобы требовать меньших объемов воздуха.Мы также работаем над фильтрацией крупных капель, которые могут вызвать дождь. И чтобы улучшить распределение капель по размеру, мы рассматриваем способы увеличения заряда капель; отталкивание между заряженными каплями будет препятствовать коалесценции, уменьшая количество капель слишком большого размера.

Хотя мы делаем progress с шипучей насадкой, никогда не помешает иметь запасной план. И поэтому мы также изучаем технологию электрораспыления , которая может дать спрей, в котором почти 100 процентов капель находятся в пределах желаемого диапазона размеров.В этом методе морская вода подается через излучатель — узкое отверстие или капилляр — в то время как экстрактор создает большое электрическое поле. Если электрическая сила аналогична величине поверхностного натяжения воды, жидкость деформируется в конус, который обычно называют конусом Тейлора . При превышении некоторого порогового напряжения наконечник конуса излучает струю, которая быстро распадается на сильно заряженные капли. Капли разделяются до тех пор, пока не достигнут своего предела Рэлея , точки, где отталкивание заряда уравновешивает поверхностное натяжение.К счастью, типичная проводимость поверхностной морской воды (4 Сименса на метр) и поверхностное натяжение (73 миллиньютона на метр) дают капли желаемого размера. Конечный размер капель можно даже настроить с помощью электрического поля до десятков нанометров, с более узким распределением по размерам, чем мы получаем от механических сопел.

На этой диаграмме (не в масштабе) изображена система электрораспыления, которая использует электрическое поле для создания водяных конусов, которые распадаются на крошечные капли. Кейт Мерфи

Электрораспыление относительно просто продемонстрировать с помощью одной пары эмиттер-экстрактор, но один эмиттер производит только 10
⁷ –10 ⁹ капель в секунду, тогда как нам нужно 10 ¹⁶ –10 ¹⁷ в секунду.Для производства такого количества требуется массив из 100 000 на 100 000 капилляров. Создание такого массива — непростая задача. Мы полагаемся на методы, которые чаще ассоциируются с облачными вычислениями, чем с настоящими облаками. Используя те же методы литографии, травления и осаждения, которые используются при создании интегральных схем, мы можем изготовить большие массивы крошечных капилляров с выровненными экстракторами и точно расположенными электродами.

Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают капиллярные излучатели, используемые в системе электрораспыления. Кейт Мерфи

Тестирование наших технологий представляет собой еще один набор проблем. В идеале мы хотели бы знать начальное распределение капель соленой воды по размерам. На практике это практически невозможно измерить. Большинство наших капель меньше длины волны света, что исключает возможность бесконтактных измерений на основе светорассеяния. Вместо этого мы должны измерять размеры частиц ниже по потоку, после того, как шлейф эволюционировал. Наш основной инструмент, называемый
Сканирующий спектрометр электрической подвижности измеряет подвижность заряженных сухих частиц в электрическом поле для определения их диаметра.Но этот метод чувствителен к таким факторам, как размер комнаты и воздушные потоки, а также к тому, сталкиваются ли частицы с предметами в комнате.

Для решения этих проблем мы построили герметичную палатку объемом 425 кубометров, оснащенную осушителями, вентиляторами, фильтрами и набором подключенных датчиков. Работа в палатке позволяет нам распылять в течение более длительных периодов времени и с помощью нескольких форсунок, при этом концентрация частиц или влажность не становятся выше, чем мы наблюдаем в поле. Мы также можем изучить, как струи распыления из нескольких сопел взаимодействуют и развиваются с течением времени.Более того, мы можем более точно имитировать условия над океаном и настраивать такие параметры, как скорость и влажность воздуха.

Часть команды внутри тестовой палатки; Слева направо: «Old Salts» Ли Гэлбрейт и Гэри Купер, Кейт Мерфи из PARC и стажер Джессика Медрадо. Кейт Мерфи

В конечном итоге мы перерастем палатку , и нам придется переехать в большое закрытое пространство, чтобы продолжить наши испытания. Следующим шагом будет тестирование на открытом воздухе для изучения поведения шлейфа в реальных условиях, хотя и не с достаточно высокой скоростью, чтобы мы могли измерить возмущение облаков.Мы хотели бы измерить размер и концентрацию частиц далеко за нашим распылителем, от сотен метров до нескольких километров, чтобы определить, поднимаются ли частицы или опускаются вниз, и насколько далеко они распространяются. Такие эксперименты помогут нам оптимизировать нашу технологию, ответив на такие вопросы, как нужно ли добавлять тепло в нашу систему, чтобы побудить частицы подняться в облачный слой.

Данные, полученные в ходе этих предварительных испытаний, также будут полезны для наших моделей. И если результаты модельных исследований будут обнадеживающими, мы можем перейти к полевым экспериментам, в которых облака становятся достаточно яркими для изучения ключевых процессов.Как обсуждалось выше, такие эксперименты будут проводиться в течение небольшого и короткого времени, так что любое воздействие на климат не будет значительным. Эти эксперименты обеспечат критическую проверку нашего моделирования и, следовательно, нашей способности точно предсказать воздействие MCB.

До сих пор неясно, может ли MCB помочь обществу избежать наихудших последствий изменения климата, или это слишком рискованно или недостаточно эффективно, чтобы быть полезным. На данный момент мы недостаточно знаем, чтобы отстаивать его реализацию, и мы определенно не предлагаем его в качестве альтернативы сокращению выбросов.Цель нашего исследования — предоставить политикам и обществу данные, необходимые для оценки MCB как одного из подходов к медленному потеплению, предоставляя информацию как о его потенциале, так и о рисках. С этой целью мы отправили наши экспериментальные планы на рассмотрение
Национальное управление океанических и атмосферных исследований США и для открытой публикации в рамках исследования Национальной академии наук США исследований в области воздействия солнечного климата. Мы надеемся, что сможем пролить свет на возможность использования MCB в качестве инструмента для повышения безопасности планеты.

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

Системы возобновляемых источников энергии, подключенные к сети | Министерство энергетики

Поставщики электроэнергии хотят быть уверены, что ваша система включает компоненты безопасности и качества электроэнергии. Эти компоненты включают переключатели для отключения вашей системы от сети в случае скачка напряжения или сбоя в подаче электроэнергии (чтобы ремонтники не были поражены электрическим током) и оборудование для кондиционирования энергии, чтобы гарантировать, что ваша мощность точно соответствует напряжению и частоте электричества, протекающего через сеть. .

Пытаясь решить проблемы безопасности и качества электроэнергии, несколько организаций разрабатывают национальные руководства по производству, эксплуатации и установке оборудования (ваш поставщик / установщик, местная организация по возобновляемым источникам энергии или ваш поставщик электроэнергии будут знать, какие из стандартов применяются в вашей ситуации и как их реализовать):

• Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) написал стандарт, который касается всей распределенной генерации, подключенной к сети, включая системы возобновляемых источников энергии.IEEE 1547-2003 предоставляет технические требования и тесты для работы в сети. Дополнительную информацию см. В Координационном комитете по стандартам IEEE по топливным элементам, фотоэлектрическим элементам, распределенной генерации и хранению энергии.
• Underwriters Laboratories (UL) разработала UL 1741 для сертификации инверторов, преобразователей, контроллеров заряда и выходных контроллеров для автономных и подключенных к сети систем возобновляемых источников энергии. UL 1741 подтверждает, что инверторы соответствуют IEEE 1547 для приложений, подключенных к сети.
• Национальный электротехнический кодекс (NEC), продукт Национальной ассоциации противопожарной защиты, касается безопасности электрического оборудования и проводки.

Хотя штаты и поставщики электроэнергии не уполномочены на федеральном уровне принимать эти кодексы и стандарты, ряд коммунальных комиссий и законодательных органов теперь требует, чтобы правила для систем распределенной генерации основывались на стандартах IEEE, UL и NEC.

Кроме того, в некоторых штатах сейчас проводится предварительная сертификация конкретных моделей оборудования на предмет безопасности для подключения к государственной электросети.

Итак, что же такое виртуальные электростанции?

Мы живем во все более виртуальном мире. Вы можете проводить виртуальные встречи с виртуальными друзьями, используя системы виртуальной реальности, размещенные на виртуальных серверах. В энергетических кругах одним из самых громких словечек последних лет является виртуальная электростанция, или VPP.

Термин впервые стал использоваться в 1990-х годах. Но за последние 10 лет ВПЭ действительно стали популярными, причем не только как концепция, но и как нечто, что создается, используется и коммерциализируется все большим числом энергетических компаний.Вот настоящая история этого явления виртуальной энергии.

Объясните эту «виртуальную электростанцию»…

Согласно немецкой компании Next Kraftwerke, одному из пионеров современных ВЭС, это «сеть децентрализованных энергоблоков среднего размера, таких как ветряные электростанции, солнечные парки и комбинированные». теплоэнергетические установки, а также гибкие энергопотребители и системы хранения ».

На практике VPP может состоять из нескольких единиц одного типа активов, таких как батарея или устройство в программе реагирования на спрос, или из разнородного набора активов.

Эти блоки «отправляются через центральную диспетчерскую виртуальной электростанции, но, тем не менее, остаются независимыми в своей работе и владении», — добавляет Next Kraftwerke.

Другими словами, VPP для традиционной электростанции — это то же самое, что связка подключенных к Интернету настольных компьютеров для мэйнфрейма. Оба могут выполнять сложные вычислительные задачи, но один использует уже существующую распределенную ИТ-инфраструктуру.

Ключевой особенностью VPP является то, что они могут агрегировать гибкую мощность для удовлетворения пиков спроса на электроэнергию.В этом отношении они могут имитировать или заменить динамики, работающие на природном газе, и помочь устранить узкие места в распределительных сетях, но обычно без тех же капитальных затрат.

В чем разница между виртуальной электростанцией и микросетью?

Микросети (и мини-сети) также часто включают сочетание распределенных возобновляемых источников энергии, хранилищ, гибкого спроса и электростанций, работающих на ископаемом топливе. Но есть и важные отличия: в сеть интегрировано

• VPP. Микросети часто являются автономными, а в сетевых настройках они предназначены для изолированного использования, чтобы они могли продолжать работать независимо, если сеть выходит из строя.
• VPP могут быть собраны с использованием ресурсов, подключенных к любой части сети, тогда как микросети обычно ограничены определенным местоположением, например островом или районом.
• В этих двух концепциях используются разные системы управления и эксплуатации. VPP управляются с помощью программного обеспечения агрегации, предлагающего функции, имитирующие функции традиционной диспетчерской электростанции. Микросети полагаются на дополнительные аппаратные инверторы и переключатели для изолирования, потока мощности на месте и управления качеством электроэнергии.
• Еще одно отличие касается рынков и регулирования. VPP нацелены на оптовые рынки и обычно не требуют специального регулирования. Микросети, с другой стороны, больше ориентированы на питание конечного пользователя.

В чем разница между виртуальной электростанцией и ответом на спрос?

Это немного сложнее, и оно связано с семантикой энергетической отрасли. Термин «реакция спроса» появился несколько десятилетий назад в программах, в которых заводы или коммерческие здания должны были вручную отключать нагрузки для борьбы с авариями в энергосистеме.Хотя за последнее десятилетие отрасль стала намного более сложной, она все еще включает эти ручные программы наряду с более автоматизированными и гибкими.

Еще одно семантическое различие заключается в том, на какой стороне кривой спроса и предложения он считается. Согласно документу, цитируемому Институтом экономики энергетики Японии, реакция спроса — это инициатива со стороны спроса; VPP — это инициатива со стороны предложения.

Но на практике это не означает особого различия.ВЭС, такие как та, которую эксплуатирует Enel X на Тайване, в основном основаны на реакции спроса, при этом нагрузки составляют большую часть ее мегаватт.

По этой причине в настоящее время, вероятно, проще всего думать об активах реагирования на спрос как об одном типе гибкой единицы, которую можно включить в VPP.

Как виртуальные электростанции зарабатывают деньги?

Традиционные тепловые электростанции обеспечивают мощность, когда это необходимо, а также предоставляют ряд дополнительных услуг по стабилизации сети, от стабилизации напряжения до частотной характеристики.VPP потенциально могут зарабатывать деньги и на обоих типах операций.

Что касается пропускной способности, например, точки VPP уже развернуты, чтобы обойти необходимость в усилении сети. В одном случае в Австралии коммунальное предприятие под названием Evoenergy смогло сэкономить около 2 миллионов австралийских долларов (1,6 миллиона долларов США) за счет использования VPP во избежание модернизации подстанции.

А в Орегоне Portland General Electric собирает 4-мегаваттную ВЭС в качестве предшественника 200-мегаваттной распределенной гибкости. Домохозяйства, принимающие участие в эксперименте VPP, получают скидку на покупку батарей или им платят 20 или 40 долларов в месяц за использование существующих батарей.

Наконец, в знак того, что VPP становятся товаром, Redwood, штат Калифорния, AutoGrid, которая управляет VPP в 12 странах с контрактной мощностью 5000 МВт, предлагает свои системы управления для покупки через рынок Amazon Web Services. Попробуйте сделать это с парогазовой турбиной.

Вам не нужно красивое программное обеспечение для создания виртуальной электростанции?

Да. Технология является одним из ключевых ингредиентов в разработке VPP, и первопроходцами, как правило, были компании, которым приходилось создавать программные платформы для мониторинга и управления активами на территории клиента, такими как батареи.

К 2016 году уже по крайней мере полдюжины компаний по хранению энергии только в Германии работали над концепциями VPP.

Какие компании создают виртуальные электростанции?

Большинство пионеров VPP были раскуплены более крупными группами в последние годы, в результате чего концепция виртуальной электростанции стала широко распространенной. Например:

• Геотермальная и возобновляемая энергетическая компания Ormat Technologies приобрела Viridity Energy в начале 2017 года.
• В том же году Greensmith Energy была куплена финским энергетическим гигантом Wärtsilä.
• Итальянская Enel пошла на рост расходов на технологии распределенной энергетики, купив Demand Energy, EnerNOC и eMotorWerks, чтобы заложить основы своего предложения VPP.
• Engie купила долю * в Kiwi Power of the UK. в 2018 г. и Tiko of Switzerland в 2019 г.
• В 2019 году Shell купила sonnen, немецкого производителя бытовых аккумуляторов, который разрабатывает VPP в Австралии, Германии и США.
• Hanwha Q Cells приобрела в августе этого года поставщика технологий VPP из Сан-Франциско, компанию Geli.
• Generac Power Systems купила Enbala Power Networks в октябре за нераскрытую сумму.
• Также в октябре компания Fluence, лидер по хранению энергии в сети, приобрела компанию AMS.
• Крупнейшая нефтегазовая компания Испании Repsol в прошлом году инвестировала неопределенную сумму в Ampere.

Это всего лишь пример сделок, связанных с VPP. И помимо приобретений:

• Green Mountain Power of Vermont работает с разработчиком программного обеспечения Virtual Peaker для отправки в сеть Новой Англии аккумуляторов Tesla Powerwall, установленных на территории заказчика.
• Немецкая компания Next Kraftwerke предлагает емкость аккумуляторных батарей для электромобилей на вторичном резервном рынке Нидерландов, а стартап Tibber делает то же самое в Германии.
• Жилой гигант солнечной энергии Sunrun установил VPP на базе солнечной энергии и накопителей на рынках США от Массачусетса до Калифорнии и Гавайев.
• Tesla претендовала на крупнейшую в мире VPP в 2018 году, заключив сделку по установке 50 000 солнечных систем плюс накопители в Южной Австралии, и участвует во множестве других проектов по всему миру.
• , Великобритания, производитель интеллектуальных систем хранения данных Moixa управляет 22 000 систем хранения данных в Японии, а также выполняет небольшие развертывания VPP в других местах.
• Centrica смонтировала VPP в Корнуолле, западная Англия, совместно с sonnen, бельгийской фирмой по разработке программного обеспечения N-Side, Western Power Distribution и National Grid.
• GreenCom Networks, поддерживаемая Centrica, собирает в Германии «энергетические сообщества» с помощью программного обеспечения, которое может предоставлять услуги VPP.
• General Electric исследовала создание VPP с использованием технологии блокчейн и продает цифровые системы для разработки VPP наряду с традиционными электростанциями.

Опять же, это не исчерпывающий список, но он отражает жизнеспособность пространства VPP. Ожидайте большего количества приобретений и консолидации в космосе, поскольку энергетические гиганты пытаются собрать воедино элементы, которые могут удовлетворить будущие потребности сетей.

Исправление: Первоначально в истории говорилось, что Enel купила контрольный пакет акций Kiwi. Фактически, он купил миноритарный пакет акций.

Присоединяйтесь к виртуальной электростанции Tesla (бета)

Что я могу ожидать от своего Powerwall при наступлении события?

Вы будете получать push-уведомления, информирующие вас о том, когда мероприятие запланировано и когда оно начнется.Мероприятия будут запланированы за несколько часов до разряда, и разгрузка, как правило, будет происходить в пиковые часы сети во второй половине дня.

Tesla надежно передаст вашему Powerwall команду на разряд в сеть до максимальной мощности, одобренной вашей электросетью. Большинство Powerwall будет разряжаться на уровне, аналогичном пиковой выработке солнечной энергии в летние дни. Перед некоторыми событиями ваш Powerwall может снизить мощность, которую он подает в ваш дом, чтобы максимально увеличить количество энергии, которое он может разрядить во время предстоящего события.

Могу ли я отказаться от рассылки?

Да — во время события вы можете увеличить уровень резервного копирования, чтобы ограничить разряд Powerwall. Перед мероприятием вы можете выключить VPP, чтобы отказаться от участия. По мере того, как Tesla Virtual Power Plant (бета) продолжает развиваться, вы можете ожидать, что у вас появится больше способов контролировать свое участие.

Как убедиться, что у меня будет достаточно энергии для резервного питания?

Push-уведомление проинформирует вас о том, что произойдет событие VPP.Вы можете настроить уровень резервных копий сразу или в любое время, исходя из собственного риска выхода из строя.

Если поочередные отключения происходят из-за аварийных ситуаций в сети, и ваш дом находится в закрытом квартале, отключение может длиться от 1 до 1 ½ часа. Другие случаи отключения электроэнергии в сети или отключения электроэнергии в целях общественной безопасности (PSPS) могут быть более продолжительными. Если запланированы перебои в работе, узнайте предполагаемую продолжительность у вашего коммунального предприятия.

Если во время события произойдет сбой, ваш Powerwall по-прежнему обеспечит вам энергетическую безопасность, используя накопленную энергию.

Повлияет ли участие в этой программе на мой счет за электричество?

Tesla ожидает, что большинство событий этим летом произойдет в типичные часы пик для многих тарифных планов на время использования. Участие в мероприятии перенесет экспорт энергии на более поздние периоды дня по сравнению с обычным экспортом. Если вы имеете право на компенсацию в рамках программы NEM, вы можете получить разные кредиты за экспорт в разное время.

Зарабатывает ли Tesla деньги на виртуальной электростанции Tesla в Калифорнии?

На момент запуска Виртуальная электростанция Tesla является общественно полезной программой для поддержки энергосистемы Калифорнии, и для Tesla или клиентов не предусмотрена компенсация.Хотя компенсация для клиентов по этой программе возможна в будущем, тем временем клиентам предлагается принять участие в программе и мобилизовать избыточную мощность своих систем Powerwall.

Почему я не могу зарегистрироваться в Виртуальной электростанции Tesla в настоящее время?

Tesla работает с коммунальными предприятиями и регулирующими органами, чтобы сделать виртуальную электростанцию ​​Tesla самой крупной из возможных распределенных аккумуляторных систем, но она также должна удовлетворять насущные потребности.Если вы являетесь клиентом Powerwall в Калифорнии, но в настоящее время не имеете права регистрироваться в Tesla Virtual Power Plant, Tesla может потребоваться согласование с вашей энергокомпанией, или ваш Powerwall может уже участвовать в другой программе, поддерживающей сеть. Tesla продолжит работу по расширению виртуальной электростанции Tesla по всей Калифорнии.

Почему это бета-версия?

Tesla представила Калифорнийскую виртуальную электростанцию ​​в ожидании возможных аварийных ситуаций в сети в этом году.По мере прохождения летнего сезона мы можем изменять программу, поведение Powerwall и элементы управления приложениями в соответствии с меняющимися потребностями сети.

тысяч домов в Калифорнии будут соединены для создания виртуальной электростанции мощностью 550 МВт, крупнейшей в Северной Америке

Краткое описание погружения:

• Игроки отрасли в Калифорнии планируют создать распределенную чистую электростанцию ​​мощностью 550 МВт на базе сети из сотен тысяч домов в Калифорнии и миллионов интеллектуальных устройств внутри.По словам генерального директора OhmConnect Cisco ДеВриса, электростанция будет служить одновременно моделью для чистой энергосистемы будущего, а также средством снижения риска отключений электричества следующим летом.

• Между тем, компания Southern California Edison подписала контракты на дополнительные 590 МВт аккумуляторов энергии в попытке повысить надежность электрической системы, в результате чего объем приобретенных аккумуляторов превысил 2 ГВт, сообщила в понедельник коммунальное предприятие.

• «Чрезвычайно важно достичь полной надежности», — сказал председатель энергетической комиссии Калифорнии Дэвид Хохшильд на пресс-конференции, анонсируя виртуальную электростанцию ​​в понедельник, особенно с учетом стремления штата электрифицировать транспортные средства, рельсы и здания, поскольку теперь в 40 городах штата есть приняла некоторую форму преференции электрификации или мандата на новое строительство.

Dive Insight:

Повышение надежности сети в Калифорнии делается в свете возможности нехватки мощностей в ближайшие несколько лет, а также постоянных отключений электроэнергии, которые затронули штат в августе этого года во время рекордной волны тепла.

Штат предпринимает ряд мер для повышения надежности, сказал Хохшильд, включая десятикратное увеличение количества накопителей энергии, вводимых в эксплуатацию в следующем году, новые стандарты эффективности и управления нагрузкой, а также обеспечение большего количества экологически чистых источников энергии.

«Здесь нет ни одной серебряной пули — это настоящая серебряная картечь», — сказал Хохшильд, добавив, что планируемая распределенная чистая электростанция является важной частью этого.

Закупки хранилищ

SCE также являются частью более широкого решения по обеспечению надежности.

SCE начала тендер на ресурсы для обеспечения надежности системы в прошлом году после решения Комиссии по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC), требующего от коммунального предприятия закупить около 1,2 ГВт мощности, которые могут быть введены в эксплуатацию в период с 2021 по 2023 год.Собственный анализ коммунального предприятия показал, что государству необходимо добавить 30 ГВт хранилищ в масштабе коммунального предприятия и 10 ГВт распределенного хранилища для достижения своих целей по выбросам углерода.

Ранее в этом году SCE объявила о планах закупить пакет аккумуляторных ресурсов на общую сумму 770 МВт / 3080 МВтч в рамках этих усилий по устранению потенциальной нехватки мощностей в штате, особенно с учетом того, что несколько газовых заводов будут выведены из эксплуатации в течение следующих нескольких лет. .

Новый список контрактов включает в себя три проекта литий-ионных аккумуляторов для коммунальных предприятий общей мощностью 585 МВт, а также проект реагирования на спрос мощностью 5 МВт, который будет получать энергию из ресурсов хранения, принадлежащих потребителю.

«Включение в сеть большего количества аккумуляторных хранилищ для коммунальных предприятий повысит надежность сети и будет способствовать дальнейшей интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, в сеть», — сказал Уильям Уолш, вице-президент по закупкам энергии и управлению в SCE. , в пресс-релизе.

Все проекты подлежат утверждению CPUC и должны быть введены в эксплуатацию к августу 2022 и 2023 годов.

Распределенная электростанция мощностью 550 МВт, тем временем, разрабатывается Sidewalk Infrastructure Partners вместе с OhmConnect и должна стать крупнейшей распределенной чистой электростанцией в Северной Америке.По словам компаний, электростанция может обеспечить 5 ГВт-ч энергосбережения в масштабе, что эквивалентно несжиганию 3,8 миллиона фунтов угля.

После августовских отключений электроэнергии регулирующие органы Калифорнии определили меры реагирования на спрос как важный инструмент для предотвращения подобных отключений в будущем; В период с 13 по 20 августа OhmConnect смогла снизить потребление энергии почти на один ГВтч и выплатила клиентам компенсацию в размере 1 миллиона долларов за это.

Хотя федеральная политика и политика штата ясно дают понять, что сокращение кВтч — это то же самое, что и производство кВтч, и к нему следует относиться так же на рынке, было трудно перевести это в надежный формат для коммунальных предприятий, DeVries сказал на пресс-конференции.

И OhmConnect не думает, что это просто феномен Калифорнии — они планируют поработать в Техасе в следующем году и, в конечном итоге, посмотреть, как технология может быть распространена по стране, особенно там, где все больше возобновляемых источников энергии выходит в сеть и сетевые операторы сталкиваются с проблемами непостоянства и изменчивости погоды.

У нас есть момент виртуальной электростанции

От лесных пожаров до тепловых куполов и полярных вихрей до наводнений — воздействие экстремальных погодных условий ощущается по всей территории Соединенных Штатов.Климатический хаос показывает хрупкость нашей энергосистемы, и плановые и незапланированные отключения электроэнергии становятся все более распространенным явлением. Терять энергию во время экстремальной погоды более чем неудобно; это опасно.

Логично, что владельцы домов и зданий вкладывают средства в солнечную генерацию и ресурсы хранения, которые могут поддерживать поток энергии при отключении сети. И в совокупности эти активы могут делать больше, чем просто помогать владельцам; они могут помочь всей энергосистеме стать более устойчивой, предоставляя коммунальным предприятиям новые диспетчерские ресурсы.

Другими словами, экстремальные погодные условия привлекают повышенное внимание к виртуальной электростанции (VPP).

Что такое виртуальная электростанция?

VPP — это совокупность находящихся в частной собственности энергоресурсов, которые могут быть связаны друг с другом и которые работают вместе. Несмотря на то, что они находятся в независимом владении и эксплуатации, они могут управляться централизованно, что позволяет рассредоточенным ресурсам реагировать на предложение и спрос на энергию.

Результат: потенциально более низкие затраты на электроэнергию для потребителей, дополнительная стоимость активов для владельцев и большая гибкость для операторов сетей.

По мере того, как коммунальные предприятия стремятся обеспечить надежность в экстремальных погодных условиях, одновременно увеличивая объем возобновляемых источников энергии, все больше клиентов поощряют участие в программах VPP.

Идея не нова. Этот термин существует с 1990-х годов, но в последнее десятилетие он привлек к себе повышенное внимание, поскольку распределенные энергетические ресурсы стали более распространенными, программное обеспечение улучшилось, а значение гибкости сети стало более очевидным. По некоторым оценкам, повышение гибкости нагрузки могло бы предотвратить в прошлом году веерные отключения электроэнергии в Калифорнии, вызванные волной сильной жары.

Три компании VPP, за которыми я наблюдаю

Зоннен

Ранее в этом месяце sonnen, поставщик умных бытовых накопителей энергии, принадлежащий Shell, объявил о запуске виртуальной электростанции sonnenCommunity New York Virtual Power Plant. В рамках программы sonnen будет поставлять солнечные батареи плюс накопители для 200 домовладельцев по сниженным ценам с целью обеспечения возобновляемой энергии и диспетчерских ресурсов на энергетическом рынке NYISO.

В марте sonnen начал аналогичное партнерство при поддержке Комиссии по энергетике Калифорнии, чтобы обеспечить коммунальной солнечной батареей 50 жителей округа Лос-Анджелес с низким и средним доходом с целью создания виртуальной электростанции на территории Эдисона в Южной Калифорнии.

Swell Energy

Провайдер бытовых энергетических технологий Swell работал с коммунальными предприятиями и заказчиками над созданием программ VPP в Калифорнии, Гавайях и Нью-Йорке. Компания рассматривает ресурсы как новый класс активов и помогла партнерам по коммунальным предприятиям признать бытовую солнечную батарею плюс хранилище в качестве управляемого ресурса в портфеле коммунального предприятия.

«Мы точно показываем им, как определенные нагрузки могут быть отключены [офлайн] на определенных цепях хирургическим способом, в отличие от просто огромной аккумуляторной фермы посреди пустыни», — сказал генеральный директор Сулеман Хан в интервью Energy Storage News Ранее в этом году.

Компания привлекла 450 миллионов долларов для развертывания своей технологии в конце 2020 года, и Хан говорит, что у компании есть 300 мегаватт-часов емкости хранения энергии по контракту на следующие три года.

тесла

На прошлой неделе Tesla объявила подробности плана по использованию своей интегрированной аккумуляторной системы Powerwall в Калифорнии в рамках VPP для поддержки электросети при рекордно высоких температурах в течение следующих нескольких месяцев, которые, как ожидается, увеличат спрос на энергию.

Клиенты могут принять участие в программе, но не получат компенсации за участие. Вместо этого Tesla рассматривает программу как «общественное благо» для поддержки энергосистемы Калифорнии. В настоящее время коммунальные предприятия Калифорнии просят клиентов добровольно сокращать потребление энергии своим поведением в определенные часы дня. Программа Tesla, по сути, автоматизирует ту же концепцию для коммунальных предприятий.

«Хотя компенсация клиентам по этой программе возможна в будущем, тем временем клиентам рекомендуется участвовать в программе и мобилизовать избыточную мощность своих систем Powerwall», — говорится на веб-сайте компании.

Решение не выплачивать компенсацию клиентам заслуживает внимания, чтобы узнать, последуют ли этому примеру другие программы и сколько из 50 000 клиентов компании из Калифорнии согласились на них.

Tesla участвует в игре VPP в течение нескольких лет, в том числе в партнерстве с Vermont’s Green Mountain Power по поставке Powerwall клиентам в 2017 году.

Коммунальные предприятия стимулируют участие в программе VPP

По мере того, как коммунальные предприятия стремятся обеспечить надежность в экстремальных погодных условиях, одновременно увеличивая объем возобновляемых источников энергии, все больше клиентов поощряют участие в программах VPP.Ниже приведены три недавних объявления; это ни в коем случае не единственные существующие программы.

• 19 июля Hawaiian Electric запустила программу, позволяющую бытовым и коммерческим клиентам получать денежные скидки за добавление накопителей энергии к солнечным батареям. Взамен клиенты выбирают программу VPP, чтобы использовать или экспортировать энергию из этого хранилища в течение двух часов пик в день.
• 13 июля Государственная служба Аризоны объявила о поощрении в размере 1250 долларов для клиентов, которые устанавливают новую батарею и позволяют коммунальному предприятию использовать до 80 процентов своей емкости в часы пик.
• В мае компания Southern California Edison (SCE) приняла инициативу по стимулированию своих клиентов к участию в программе VPP, предложив «GridRevenue» тем, кто предлагает свои ресурсы в часы пик. Работа ведется в сотрудничестве с Swell Energy (упомянутой выше). Это в дополнение к программе SCE, объявленной в прошлом году с Sunrun, в которой коммунальное предприятие устанавливает VPP на 300 домов.

С усилением экстремальных погодных условий эта тенденция, несомненно, сохранится. Это может стать хорошей новостью для домовладельцев, ищущих финансовые возможности для получения собственных распределенных энергоресурсов и коммунальных услуг, перед которыми стоит незавидная задача обеспечения надежности во все более хаотическом мире.

[Хотите более подробный анализ перехода к чистой энергии? Подпишитесь на Energy Weekly, нашу бесплатную рассылку новостей по электронной почте.]

Откуда берется электричество в Twin Cities и как оно доставляется в дома?

Слушайте и подпишитесь на наш подкаст: Через Apple Podcasts | Spotify | Брошюровщик

Мы воспринимаем электросеть как должное.Включите выключатель света, сок потечет.

Но за кулисами сложный балансирующий процесс обеспечивает безопасную доставку электроэнергии от электростанций к миллионам домов и предприятий в городах-побратимах. И это только усложняется по мере того, как в сеть подключается все больше ветровой и солнечной энергии.

Механика электричества была в голове у Дэвида Пайпера, когда он задал вопрос «Любопытной Миннесоте», проекту сообщества Star Tribune, основанному на вопросах читателей.

«Мне любопытно, как электричество доставляется в наши дома в мегаполисе. Где оно производится и как распределяется?» он спросил.

Электростанции

Большую часть электроэнергии в этом районе обеспечивает компания Xcel Energy, расположенная в Миннеаполисе, крупнейшая коммунальная компания штата с 1.3 миллиона клиентов.

Боевыми конями парка выработки электроэнергии Xcel являются две атомные электростанции в Ред Уинге и Монтичелло, три большие угольные электростанции в Беккере и четвертая угольная электростанция в Бейпорте. Xcel планирует вывести из эксплуатации все свои угольные электростанции к 2030 году.

Компания также владеет шестью крупными электростанциями, работающими на природном газе, три из которых находятся в городах-побратимах, и несколькими газовыми «пиковыми» электростанциями, которые работают только при высоком спросе.

Ветер составляет 21% выработки электроэнергии Xcel в Верхнем Среднем Западе и вырабатывается сельскими электростанциями, особенно на юго-западе Миннесоты. Солнечные фермы обеспечивают 3% электроэнергии Xcel. Ядерная генерирует 30%; остальное поступает в основном из ископаемого топлива.

Если вы живете недалеко от электростанции, у вас больше шансов получить электроэнергию от этой станции.Однако источник вашего электричества также зависит от времени суток.

«Вполне вероятно, что в определенное время электричество в дома будет поступать из далеких мест», — сказал Майкл Лэмб, старший вице-президент Xcel по передаче.

Например, ветроэнергетика наиболее эффективна — и дешева — в ранние утренние часы, поэтому ее сначала отгружает региональный оператор энергосистемы.

Автострада силы

Вне зависимости от того, генерируется ли она на ветряной электростанции или на угольной электростанции, электроэнергия загружается в сеть высоковольтных линий электропередачи.«Вы можете думать об этом как о системе автострад, — сказал Лэмб.

Система передачи и распределения не различает источники энергии; электроны от угольных или ветряных электростанций смешиваются.

«Как только электрон попадает в сетку, он движется в соответствии с физикой к своему конечному пункту назначения», — сказал Лэмб.

Напряжение проталкивает электрический ток по линиям электропередач, действуя как «давление воды», — сказал Лэмб.Это давление огромно, когда оно покидает растения — достигает сотен тысяч вольт. Но подстанции, укомплектованные трансформаторами, снижают напряжение, поскольку мощность достигает местных распределительных линий.

Последний трансформатор рядом с вашим домом, иногда расположенный в переулке, снижает напряжение до 120 вольт. Оттуда мощность обычно поступает в дом по двум «горячим» проводам, сопровождаемым одним нейтральным проводом.Они проходят через электросчетчик на бытовую панель.

Два горячих провода на 120 В работают в противоположных фазах, что означает, что они быстро меняют ток питания. Большинство бытовых цепей подключаются только к одному из проводов под напряжением, но 240-вольтовые приборы, такие как электрические плиты, подключаются к обоим. Их можно найти, указав на панели более широкие «двухполюсные» автоматические выключатели.

Но если ток протекает через осветительную арматуру или прибор, он не исчезает. Скорее, он возвращается обратно к панели через нейтральный провод в бытовой электропроводке. Оттуда он подключается к основному нейтральному проводу и возвращается к трансформатору.

Сетка

Электроэнергия, которой мы наслаждаемся в Миннесоте, передается по проводам, которые соединены с аналогичными проводами в 14 других штатах и ​​канадской провинции Манитоба.За этой региональной «сеткой» наблюдает Независимый системный оператор Мидконтинента (MISO), некоммерческая организация, базирующаяся в Индиане.

MISO играет главную роль в обеспечении баланса спроса и предложения на электроэнергию в регионе. В операционном центре MISO в Игане рабочие в реальном времени отслеживают потоки электроэнергии на картах, размещенных на гигантских экранах.

Выработка слишком большой или слишком низкой мощности в сети может привести к повреждению проводки и другого оборудования.Во время чрезвычайных ситуаций — когда электроснабжение ограничено — сетевые операторы, такие как MISO, могут отдавать распоряжение о постоянных отключениях электроэнергии для поддержания этого баланса.

Ветровая и солнечная энергия ставят новые задачи в управлении электросетью. Несмотря на то, что они не имеют выбросов и могут быть точно спрогнозированы, ветровые и солнечные энергии не могут использоваться по желанию, что делает их менее надежными, чем традиционные электростанции.

Отказ сети в Техасе

Неисправность энергосистемы Техаса в начале этого года иллюстрирует, что происходит, когда хрупкое равновесие сети выходит из строя.Это произошло, когда в феврале этого года зимний шторм Ури обрушился на центральную часть США, особенно на юг.

Большая часть Техаса покрыта собственным сетевым оператором, известным под аббревиатурой ERCOT. Природный газ — самое большое топливо для электрической системы Техаса. Когда температура резко упала, газовое оборудование замерзло, что привело к сокращению подачи электроэнергии одновременно с ростом спроса.

Сеть

Техаса имеет меньше резервных генерирующих мощностей, чем MISO и другие региональные сети. Кроме того, в отличие от MISO, сеть Техаса не имеет прочных связей с другими региональными сетями, что затрудняет импорт электроэнергии во время чрезвычайной ситуации.

Исследование Хьюстонского университета показало, что 69% техасцев, обслуживаемых ERCOT, потеряли электроэнергию; среднее время простоя составляло 42 часа.А могло быть и хуже.

Электросеть штата находилась в нескольких минутах от полного обрушения во время шторма, потому что его частота — количество раз в секунду, которое меняет ток — упала ниже американского стандарта в 60 герц.

Штатный писатель Эрик Ропер участвовал в написании этого отчета.

Если вы хотите задать любопытный вопрос из Миннесоты, заполните форму ниже:

Для заполнения этой формы требуется JavaScript.

Подробнее Любопытные истории Миннесоты:

Готова ли электросеть Миннесоты к массовому распространению электромобилей?

Почему Миннеаполис продолжает сажать деревья под линиями электропередач?

Как города делают воду реки Миссисипи безопасной для питья?

Когда вы смываете воду в туалете в городах-побратимах, куда все девается?

Почему у нас есть водонапорные башни и для чего они нужны?

Что заставляет крышки люков взлетать в воздух во время сильных штормов?

Майк Хьюлетт освещает вопросы энергетики и другие темы для Star Tribune, где он работает с 2010 года.До этого он был репортером газет в Чикаго, Сент-Поле, Новом Орлеане и Дулуте.

[email protected]
612-673-7003

.