Автономная солнечная электростанция для Дома

Ваша собственная автономная энергосистема

Автономная солнечная электростанция от NEOSUN – это готовая и легко масштабируемая система мощностью от 5кВт до 30кВт, гарантирующая стабильное энергоснабжение 365 дней в году, именно в том месте, где Вы хотите иметь свой дом и независимо от наличия городской электросети.

Когда живешь далеко от городской сети (или работа этой сети не стабильна), особенно важно уделить внимание выбору системы хранения энергии.

Продвинутые литий-ионные аккумуляторы NEOSUN Home ESS в привлекательном белом корпусе, разработаны специально для установки в домашних условиях. Передовые технологии и встроенная в каждый модуль батареи BMS, обеспечивают срок службы аккумуляторов в 20 лет и более. Это гарантирует бесперебойное энергоснабжение во время аварийных отключений энергии, стихийных бедствий и даже Зомби апокалипсиса.

Особенности:

Современные Li-ion Аккумуляторы

Интегрированная в каждый модуль BMS, обеспечивает глубину разряда батареи в 90% (DoD) и срок службы более 6000 циклов. Это означает более 20 лет беспрерывной работы аккумуляторов.

Привлекательный дизайн

Система легко масштабируется в соответствии с конкретными потребностями и позволяет работать параллельно до 6 аккумуляторных блоков, что обеспечивает максимальную мощность от 5кВт до 30 кВт.

Работает 24 часа 365 дней в году

NEOSUN Home ESS — это полностью автоматизированная система, которая легко устанавливается и совершенно не требует обслуживания, что гарантирует независимое и бесперебойное энергоснабжение.

Умная система управления

Интеллектуальная система автоматически определяет оптимальный источник питания (внешняя или городская сеть, солнечная батарея или аккумуляторы), чтобы максимально использовать солнечную энергию.

Сетевая солнечная электростанция для дома 1,5 кВт — готовый комплект SX-1500

Модель: SX-1500

Код товара: 0800090

Сетевая солнечная электростанция SX-1500 может использоваться в загородном доме для снижения счетов за оплату электричества.

Годовая выработка электроэнергии этой солнечной электростанции в средней полосе России составит около 1000 кВт*час (т.е. в среднем около 80 кВт*час в месяц). При добавлении к комплекту еще 2-х солнечных панелей по 250 Вт, годовая выработка электроэнергии увеличится до 1500 кВт*час.

При этом нужно понимать, что распределение выработки электроэнергии по месяцам будет неравномерное и максимальная выработка будет в летние месяцы (вплоть до 150-230 кВт*час в месяц в зависимости от количества солнечных панелей). Кроме того, вся энергия от солнечных батарей, неиспользованная в доме, будет уходить в общую электрическую сеть (для правильного учета электроэнергии необходима замена счетчика электроэнергии на двунаправленный, а без такой замены, в зависимости от модели установленного счетчика, от излишков электроэнергии счетчик либо будет крутиться в минус, либо останавливаться, либо крутиться в плюс).

Сетевая электростанция состоит всего из двух основных компонентов (инвертор GW1500-NS и солнечные панели общей мощностью 1 кВт) и проста в установке.

Сетевой инвертор мощностью 1,5 кВт предназначен для прямого преобразования солнечной энергии от солнечных панелей в переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 220 Вольт. Сетевой фотоэлектрический инвертор вырабатывает электроэнергию только днем, поскольку в нем не предусмотрено подключение аккумуляторов. Инвертор подключается параллельно существующей сети 220 Вольт и вырабатываемая им энергия подмешивается к существующей сети и используется в первую очередь. Если солнечной энергии не достаточно, то совместно с ней используется электричество из обычной сети.

При пропадании напряжения 220 Вольт в сети, сетевой инвертор выключается, поскольку для его работы обязательным условием является наличие сетевого источника напряжения 220 Вольт. 

Если Вам необходима сетевая электростанция большей мощности или трехфазная сетевая электростанция, то в составе этого готового решения просто нужно заменить сетевой инвертор на модель с необходимой мощностью и добавить нужное количество солнечных панелей. Если Вам нужна нестандартная конфигурация электростанции, то мы поможем выбрать необходимые компоненты для Вас — звоните по телефону 8 (495) 619-39-43 или напишите нам.

Состав и параметры сетевой электростанции для дома:

• 
  Солнечные панели: CHN250-60P (250 Вт) — 4 шт.
• 
  Сетевой инвертор: GW1500-NS
• 
  Автомат постоянного тока для солнечных панелей
• 
  Кабели для солнечных панелей длиной 15 м с установленными разъемами.

• 
  Переменное напряжение на выходе: 220 Вольт, 50 Гц, чистый синус.
• 
  Тип выходных контактов 220 Вольт для подключения к сети: специальный герметичный разъем с зажимами под винт (в комплекте)
• 
  Максимальная выходная мощность: 1,5 кВт.
• 
  Температура эксплуатации оборудования: от -25°C до +60°C
• 
  Температура эксплуатации солнечных панелей: от -40°C до +85°C
• 
  Общий вес всех компонентов солнечной электростанции, кг: 100

Опции:

• 
  увеличение количества солнечных панелей
• 
  замена солнечных батарей на батареи другой мощности (100, 150, 200, 300 Вт)
• 
  замена инвертора на инвертор другой мощности (3 кВт, 5 кВт, 10 кВт. ..)
• 
  крепежный комплект для солнечных панелей
• 
  комплектация кабелем и автоматом переменного тока

Монтаж электростанции:

При покупке солнечной электростанции Вы получаете подробную инструкцию по установке и эксплуатации этой модели со схемой соединений. Максимальное количество электрических соединений и настройка инвертора уже сделаны при сборке и тестировании в техническом отделе компании Солнечные.РУ.

Покупателю остается только подключить инвертор к сети и закрепить солнечные батареи, ориентировав их на юг.

Любой человек, даже не разбирающийся в электрике, сможет произвести монтаж за один день.

Возможно, Вам также понадобятся:

Отзывы:

Давно мечтал о чём-то космическом.


Часто видел, передвигаясь по Европе, из окна поезда или автобуса, как футуристично выглядят солнечные панели на фасадах или крышах. ..

21 июля 2016 г.

Виктор

Ваши вопросы и отзывы:

Используя эту форму, Вы можете отправить Ваше мнение об этом товаре, сообщить о неточности в описании или задать нам вопрос. Перед тем, как задать вопрос, посмотрите наш форум. Возможно, там уже есть ответ.

Установив в своем доме солнечные батареи, Вы сможете значительно экономить электричество!

Какую электростанцию на солнечных модулях выбрать для частного дома: обзор от сетевых до автономных

Сетевые солнечные электростанции

Не обладают аккумуляторными батареями за счет чего цена на них значительно ниже аналогов с АКБ. Электроэнергия выработанная устройством отправляется во внутреннюю сеть вашего дома, к используемым электроприборам, а если выхода к устройству-потребителю нет, то электроэнергия может отдаваться во внешнюю сеть для продажи вашему гарантирующему поставщику и последующего взаимозачёта. Когда солнечного света недостаточно, а также, когда мощности сетевой электростанции не хватает, система переключается на питание от центральной сети.

Схема подключения сетевой системы

Основное преимущество сетевых СЭС в уменьшении электропотребления из центральной сети и как следствие снижение расходов на электроэнергию.

Плюсы и минусы

Сетевые солнечные электростанции используются для снижения потребляемой электроэнергии от центральной сети общего пользования.

Привлекают такие СЭС низкой ценой, что вытекает из простоты конструкции. Они состоят из фотоэлектрических модулей, которые улавливают свет, и инвертора, который позволяет постоянный ток преобразовать в переменный, необходимый для работы приборов. Конструкция простая, неприхотливая и надежная.

Главный минус сетевых электростанций – невозможность автономной работы. Один из главных параметров при выборе – это надежность всех компонентов в составе солнечной электростанции. Помните, что расчетный срок службы, приобретаемой вами СЭС, 25-30 лет. В течение такого длительного срока без поломок, неожиданного выхода из строя и возникновения необходимости замены компонентов системы способно проработать только, действительно, качественное оборудование. Совет специалистов – не экономьте на качестве при выборе компонентов СЭС. Самое дешевое на рынке оборудование – обычно и самое ненадежное, или может иметь урезанный функционал. Особенно важно, выбрать качественные солнечные панели (ФЭМ) и надежный сетевой инвертор. Наиболее долговечными и производительными солнечными панелями считаются сейчас монокристаллические и гетероструктурные ФЭМ. КПД таких солнечных панелей составляет 17-23%, у них самые низкие показатели деградации (падения производительности со временем).

Гетероструктурные, к тому же, имеют самые лучшие показатели производительности при облачной или пасмурной погоде. Гетероструктурные модули входят в комплект «Базовый» от Мосэнергосбыт.

Фотоэлектрический модуль HVL 290, который предлагается в данном комплекте, изготовлен отечественным производителем «Хевел» с использованием гетероструктурных технологий. Эти модули отличаются низкими показателями деградации и длительной гарантией на сохранение мощности – 25 лет.

Автономные электростанции на солнечных модулях

Такие СЭС нужны для обеспечения электричеством домов, которые по каким-либо причинам не могут быть подключены к центральной сети. Они могут выступать как самостоятельные источники энергии, так и использоваться совместно с электрогенераторами.

Ток, вырабатываемый солнечной электростанцией в светлое время суток поступает на приборы и заряжает аккумуляторную батарею. В условиях недостаточной освещённости или в темное время суток расходуется заряд аккумулятора.

Схема подключения автономной системы

Наличие АКБ значительно повышает стоимость автономных солнечных электростанций, однако, при значительном удалении и отсутствии возможности подключения к центральной электросети установка такой станции может быть единственной возможностью для электрификации вашего дома.

Помимо постоянного снабжения электричеством домов, которые не подключены к общей сети, такие электростанции могут помочь сократить время работы генераторов (при их наличии), продлить амортизационный ресурс, увеличить сроки между обязательными техническими обслуживаниями (ТО) и снизить расход топлива.

Плюсы и минусы

Помимо высокой цены, недостатком является и необходимость периодической замены аккумуляторных батарей. Частота смены аккумулятора зависит от интенсивности использования и режима работы, соблюдения рекомендаций производителя по глубине предельного разряда и по температурным режимам в ходе эксплуатации. При выборе солнечных электростанций нужно обратить внимание на такие характеристики, как:

• тип батареи;
• ёмкость батареи;
• количество циклов заряда/разряда;
• рекомендованные температуры внешней среды, оптимальные для работы аккумуляторной батареи, и возможность их соблюдения владельцем на практике.

Солнечные электростанции

Сетевые солнечные электростанции

Автономные солнечные электростанции

Гибридные/универсальные солнечные электростанции

Резервное электроснабжение на базе АКБ с функцией ИБП

заказать

Свинцово-кислотные аккумуляторы – для тех, кто ищет баланс между ценой и качеством. Такие батареи больше всего подходят для работы в буферных режимах, как резервный источник электроэнергии, но могут эксплуатироваться и в цикличном режиме (ежедневный заряд и разряд). Частота замены таких аккумуляторов в системе автономной СЭС при использовании в буферном режиме – один раз в 6-10 лет, в цикличном – один раз в 2-2,5 года.

В автономной солнечной электростанции из комплекта «Расширенный» от Мосэнергосбыт используются аккумуляторные батареи со связанным в геле электролитом. Максимальный срок службы такой батареи 10 лет, оптимальная температура окружающей среды для эксплуатации +15-20 °C.

Стоит заметить, что гелевые АКБ являются необслуживаемыми и не выделяют в процессе своей работы никаких газов, что очень важно для безопасной эксплуатации аккумуляторов в жилых помещениях.

Гибридные СЭС

Они совмещают в себе преимущества сетевых и автономных солнечных электростанций. Работают и от сети (для экономии электричества) и, при отсутствии питания от центральной сети электроснабжения, могут продолжать работать от аккумуляторной батареи. К примеру, в неблагоприятных условиях (пиковая нагрузка или отключение электроэнергии) устройство работает автономно; ночью питается от электросети, а днём питает дом и заряжает аккумуляторную батарею. При использовании дифференцированного тарифа (многотарифного счетчика) удобно заряжать батарею от сети ночью по более низкому тарифу, а днём расходовать запас, не используя энергию более дорогостоящей дневной зоны.

Схема подключения гибридной системы

Плюсы и минусы

Гибридные системы совмещают в себе функционал двух предыдущих типов солнечных станций: сетевой и автономной СЭС. При наличии электричества в центральной сети гибридные СЭС в дневное время способны замещать потребление из центральной сети, питая электроприборы во внутренней сети вашего дома от солнечных панелей и заряжая аккумуляторные батареи. При авариях на линиях центральной сети или в ночное время гибридная СЭС способна продолжить электроснабжение вашего дома в автономном режиме от аккумуляторов.

Гибридные инверторы также повышают качество электроэнергии во внутренней сети вашего дома, устраняя скачки и перепады напряжения от центральной сети.

Наиболее продуктивными в вашем доме они будут при наличии следующих факторов:

• частые аварийные отключения сетевого электричества;
• нестабильное напряжение сети общего пользования;
• приверженность владельца СЭС тренду на экологичность.

Из-за расширенной функциональности и сложности инвертора, наличия аккумуляторов и необходимости их периодической замены гибридные солнечные электростанции по стоимости выше, чем сетевые СЭС.

Отличным примером гибридной СЭС является комплект «Базовый» от Мосэнергосбыт с номинальной мощностью по ФЭМ 2,9 кВт на базе многофункционального гибридного инвертора EasySolar-II 48/3000/35-32 МРРТ 250/70 GX со встроенным зарядным устройством для аккумуляторов.

Преимуществом данного комплекта является инвертор с дисплеем на котором отображаются параметры батареи, самого MPPT-инвертора и контроллера солнечного заряда. Эти параметры можно считать с помощью смартфона, или любого другого устройства с Wi-Fi. Помимо этого, с Wi-Fi устройства можно осуществлять управление настройками и изменять параметры работы системы.

Дополнительно можно подсоединить к системе более удобный и информативный цветной дисплей с расширенными функциями управления.

При покупке СЭС проконсультируйтесь с местной энергосбытовой компанией относительно возможности продажи излишков получаемой от СЭС энергии. Владелец солнечной электростанции с 2019 года имеет право на заключение договора и продажу электроэнергии гарантирующему поставщику, если его солнечная электростанция может быть классифицирована как объект микрогенерации.

Солнечная электростанция 5 кВт «Для дома 1920»

Солнечная станция мощностью инвертора 5 кВт и суммарной мощностью солнечных панелей 1920 Вт подходит для применения в загородном доме когда мощность потребления не превышает 5 кВт. Возможности инвертора позволяют подключать любые бытовые приборы телевизор, холодильник, компьютер, освещение и электроинструмент.

В комплект солнечной станции входят 6 мощных монокристаллических солнечных панелей 360Вт, произведенных по технологии PERC, суммарной мощностью 1920Вт, многофункциональный инвертор SmartWatt ECO 5K, со встроенным MPPT контроллером 60А.

ЧИСТЫЙ СИНУС: инвертор SmartWatt ECO 5K имеет на выходе сигнал синусоидальной формы, что позволяет питать приборы требовательные к форме сигнала (такие как насосы, компрессоры, электроинструмент и т. д.).

КАРБОНОВЫЙ АККУМУЛЯТОР: карбоновые аккумуляторные батареи относятся к типу гелевых батарей, полностью герметичны. Карбоновые акб последнего поколения не уступают более дорогим и технически сложным LiFePO4 АКБ по количеству циклов и сроку службы. Батареи не требуют обширной электронной защиты и BMS, просты в эксплуатации, как и стандартные AGM и GEL.

КОРОБОЧНОЕ РЕШЕНИЕ: мы специально разработали это готовое решение, станцию удобно купить, привезти на дачу на любом автомобиле и пользоваться. Это один из самых популярных и покупаемых комплектов для дачи.

Если вам необходима большая мощность или изменение предложенной комплектации, перезвоните по бесплатному телефону 8 (800) 550-7317 и свяжитесь с нашими менеджерами. Мы подберем для вас оптимальное решение.

Структурная схема работы солнечной станции:

• Мощность солнечных батарей в комплекте: 1920 Вт
• Среднестатистическа выработка: 9. 5 кВт*ч / сутки (для г. Санкт-Петербурга)
• Максимальная мощность подключаемой нагрузки: до 5 кВт
• Тип контроллера заряда от СБ: MPPT 60А
• Напряжение блока АКБ: 48 В
• Срок службы солнечных батарей: от 25 лет и более.

Закажите монтаж солнечных станций любой мощности и сложности «под ключ», доверьте это профессионалам.

От вас необходимо лишь предоставить доступ к объекту, где требуется установка оборудования. И все! Остальное сделают наши опытные специалисты. Все расходные материалы, доп. оборудование включены в смету монтажа.

Проконсультируйтесь у специалистов

Руководство по эксплуатации Инвертор SmartWatt ECO 5K (Delta-ECO-5-kW.pdf, 6,387 Kb) [Скачать]

Спецификация на солнечную панель DELTA BST 320-60M (Delta-BST-320-24-M. pdf, 944 Kb) [Скачать]

Солнечная электростанция Дом-13 3 фазы (86 кВт*ч/сутки)

Солнечная электростанция Дом-13 (3 фазы) на основе гибридно-сетевого солнечного инвертора SILA PRO 10000MН  с выработкой электричества до 86 кВт*ч/сутки, а так же его накопление и подачу напряжения 220/380 Вольт, мощностью до 10кВт (20кВт кратковременно), для стабильной работы освещения и бытового электрооборудования. SILA PRO 10000MН – это сетевой солнечный инвертор мощностью 10 кВт с функцией накопления энергии в аккумуляторных батареях.

Основным преимуществом данной электростанции является возможность подмешивания энергии от солнечных батарей в сеть. Это означает, что энергия от СБ поступает в нагрузку минуя аккумуляторные батареи, это существенно продлевает их срок службы. АКБ используются только при отключении городской сети. К примеру, если Ваша нагрузка составляет 3кВт/ч, а СБ вырабатывают на данный момент 1кВт/ч, то 1кВт будет питать нагрузку от СБ, а недостающие 2кВт от городской сети. Другой случай, если Ваша нагрузка составляет 1кВт/ч, а СБ вырабатывают на данный момент 3кВт/ч, то вся нагрузка питается от солнечных батарей, а излишки 2кВт можно будет продать государству (после принятия закона о “Зеленом тарифе” для физических лиц)

Благодаря входящим в комплект аккумуляторам 14,4 кВт*ч Вы можете потребить после захода солнца.

Применение:

Готовое решение для электроснабжения объектов, не зависимо от того имеют ли они постоянное электроснабжение или нет. Это надежный вариант обеспечения электричеством коттеджей, загородных домов, небольших производств.

Особенности и преимущества гибридно-сетевой солнечной электростанции:

• Функция продажи электроэнергии в сеть.
• Функция подмешивания энергии от СБ в сеть.
• Использование электростанции как ИБП для дома.
• Несколько режимов работы: параллельно с сетью, автономно, параллельно с сетью в режиме резервного источника
• Возможность соединения с компьютером для мониторинга работы системы электроснабжения

Выработка электроэнергии:

• Выработка согласно статистическим данным в летний период – до 86 кВт*ч/сутки
• Выработка согласно статистическим данным в зимний период – до 50 кВт*ч/сутки

Расчёт приведён с учётом 12 часового светового дня, характерного для летнего периода

Примечание: приведённые расчеты являются примерными, поскольку выработка электроэнергии солнечной электростанции зависти от её географического местоположения. Для подбора оптимальный солнечной электростанции для дачи, идеально подходящей под ваши нужды, вы можете обратиться к специалистам нашей компании или заполнить и отправить заявку на сайте, после этого мы свяжемся с вами уточнения деталей.

Время работы от аккумуляторных батарей (без учёта выработки электроэнергии солнечными панелями):

• Время автономной работы при нагрузке 600Вт – 24 часа
• Время автономной работы при нагрузке 1000Вт – 14 часов
• Время автономной работы при нагрузке 3000Вт – 5 часов
• Время автономной работы при нагрузке 5000Вт – 3 часа
• Время автономной работы при нагрузке 10000Вт – 1 час 30 мин

Примечание: приведённые расчеты являются примерными. Время автономной работы может быть отклонено как в большую так и в меньшую сторону, в зависимости от различных факторов – это температура помещения, степень изношенности аккумуляторных батарей, сечение соединительных проводов, чистота контактов подключения, исправность подключаемого оборудования.

Купить солнечную электростанцию “Дом-13 3 фазы” для дома и коттеджа в магазине в Казани и с доставкой по всей России.

Битрикс24: Новости

Сегодня исполняется год как я сделал солнечную электростанцию, научился обеспечивать себя электричеством и даже научился отдавать излишки в городскую электросеть, и официально крутить счетчик в обратную сторону Поговаривают, что я первый в стране частный дом, который делится излишками энергии с соседями.

Однажды в FB под интересной статье Александра Чачавы про его опыт работы с Теслой я упомянул про солнечную электростанцию. Оказалось, что многим интересно и меня просили поделиться опытом. Делюсь

Мне казалось, что писать особенно будет не о чем и статья получится короткой. Но получилась много букв, картинок и ссылок.

Идея жить на солнечной энергии
Выбор оборудования
Первый опыт
Подключение к городской электросети
Оптимальная конфигурация
Экономическая рентабельность
В завершении

Идея жить на солнечной энергии

Решил я сделать у себя в доме солнечную электростанцию и научиться полностью обеспечивать себя электричеством. Плана сэкономить или заработать, как делают это немцы, я себе не ставил. Мне просто понравилась идея жить на солнечной энергии ну и проект показался мне интересным.

Дом у меня находится в городе. Перебоев с электричеством не случается, ну или крайне редко. Необходимости в резервном генераторе нет. Но ведь интересно попробовать, может ли дом жить полностью автономно на солнечной энергии в нашей полосе.

Начал собирать информацию. В тот момент, мне кажется, моя супруга еще не до конца поверила, что я это все серьезно затеваю Да и я еще не знал, что из этого может получиться толк.

Первый поиск информации много ответов не дал. Живых проектов в России очень мало. Кто-то что-то делает, но только как дополнительные источники питания и на нескольких панелях. В основном солнечные электростанции создают компании или госструктуры, частных проектов очень мало в стране. Много проектов нашел в Украине. Но это сильно южнее и солнечнее.

В поездках по Германии я много видел домов, на крышах которых стояли солнечные панели. Сестра моей жены, Юлия, замужем за немцем и живет в Берлине. Ее муж, Кристоф, предприниматель и занимается альтернативной энергетикой. У Кристофа я подробно узнал, как это все устроено в Германии. Немцы чаще всего делают солнечные электростанции для выгоды. Они просто зарабатывают на государстве, которое платит особый высокий тариф за выработку солнечного электричества. Даже кредитные линии в банках под такие проекты были. Но самый главный вывод я для себя сделал. На широте Калининграда можно обеспечивать себя солнечной энергией. Я начал подбирать оборудование.

Выбор оборудования

Для реализации проекта в Калининграде я выбрал компанию АЭС-Центр http://aes-center.ru/ . Их сайт оказался на Битриксе. Я давно уже заметил, что это хороший индикатор адекватности руководства Кстати, совершенно не ошибся. Ребята оказались профессиональными и честными. А еще, когда курс евро полез в гору в конце прошлого года, они сами предложили фиксировать низкий курс для завершения проекта. Спасибо Фетисову Виктору, директору компании АЭС-Центр за терпение со мной

Обычная схема подключения солнечной электростанции выглядит так.

Пластина + инвертор = электричество

Но эта схема не обеспечивает полной автономии. В ночное время электричество потребляется из городской сети. В дневное время избыток электричества скидывается в городскую сеть. Нет аккумуляторов для бесперебойной работы только на солнечной энергии. Но в своем рассказе я еще вернусь к этой схеме, как к одной из самый выгодных и простых в реализации.

Так как я хотел перевести дом полностью на солнечную энергию, к схеме добавились аккумуляторы и контроллер.

В процессе проектирования обсуждалось много разных схем включения электростанции в домашнюю сеть. Некоторых из них мне показались совсем неудобными для урбанизированного человека. В общем, я выбирал вариант подключения, который был бы совершенно незаметен для семьи, чтобы они вообще не должны были задумываться, откуда в розетке электричество и есть ли сейчас солнце

Солнечные батареи подключаются к Инвертору, который из постоянного напряжения делает переменные 220В. Инвертор подключается к Контроллеру. Контроллер выполняет ключевую распределительную роль. К нему подключается Инвертор от Солнечных батарей, к нему подключаются аккумуляторные батареи и к нему подключается городской электрический кабель. И именно Контроллер выдает в дом 220В для использования.

В общем, все запчасти подключаем к Контроллеру и пусть уже он думает, где брать электричество.

Логика работы такая. Если есть достаточное солнце, Контроллер использует солнце, если солнца нет или недостаточно, он добирает электричество из аккумуляторов, если они пусты, подключает городской источник электричества. Если солнца больше чем нужно дому, Контроллер направляет электричество на зарядку аккумуляторов. Если они заряжены, он направляет излишки электричества в город. В город? Ладно, этот вопрос я на тогда отложил. Фетисов сказал мне, что «Это нереально подключиться к городу, так что будем выкидывать излишки, не парься».

Так получилась схема подключения. Следующим шагом нужно было определиться с мощностью солнечной электростанции и числом солнечных батареи. Сколько брать пластин?

Дом в среднем потребляет 8-10 кВт/час в день. Вычислено делением счета за несколько месяцев на 30 не очень точный метод, но достаточно, чтобы прикинуть, что солнечная батарея должна бы выдать столько энергии за светлое время суток.

Фетисов предложил мне ограничиться 10 пластинами из расчета, что мы будем выдавать 2.5 кВт/час в солнечный день и заряжаться 4-5 часов. Но тут я засомневался. Очевидно, что выработка солнечной энергии напрямую зависит от погоды, от угла наклона пластин к солнцу и он КПД самих батарей. Поворачивать пластины я не смогу, а просто прикреплю их к крыше на южном склоне. Солнце в течение года тоже гуляет по высоте и наклону, погода частенько пасмурная… В общем, я ничего не придумал лучше, как увеличил число пластин до 20 с запасом в два раза от расчетного. И это было правильное решение, как показал потом опыт.

Итак, я выбрал 20 пластин. Разместить получилось 8 на южный склон, 2 на юго-восток и 10 на восточный склон. Можно было на западный, но я выбрал восток — решил, что утром больше солнца и если аккумуляторы разряжены за ночь, то зарядка начнется быстрее.

Потом начал выбирать производителя солнечных батарей. Солнечные батареи бывают двух типов: монокристаллы и поликристаллы. Они так же отличаются качеством произодства. Лучший Grade A. Монокристаллы получше работают в пасмурную погоду. Лидером на рынке является китайская компания Yingli. Они производят больше всего пластин в мире.

Я честно пытался найти российские пластины. Я же видел, что на космических станциях стоят наши Делает НПО Квант Москва. Но сайт их на тот момент был ужасным, информацию я получить не смог, найти поставщиков тоже не смог. Так же я отверг все польские и немецкие варианты. По факту они оказались из китайского кремния или недостаточно эффективными. А кроме кремния в пластинах ничего умного нет.

После изучения кучи обзоров я выбрал Yingli YL270C-30b монокристалы Grade A с КПД 17.2%

Увеличение числа пластин привело к увеличению инвертора странно, да. С инвертором я долго не выбирал. По совету Кристофа и Фетисова я выбрал лидира немецкого рынка компанию SMA и устройство Sunny Boy 5000TL.

Следующий шаг — Контроллер. Штука большая и сложная. По сути все программирование логики работы дома на солнце находится в ней. С фирмой я уже определился, это компания SMA. Первый вариант, который мне предложили, был модель SUNNY ISLAND 6.0H. 6.0 – это пиковая нагрузка кВт, которую устройство может держать минут 30, кажется. А нормальная нагрузка для нее порядка 4 кВт. Как понять, достаточно этого для дома или нет?

Я принялся считать пиковое потребление в доме. Весь дом я давно перевел на диодные ламы. Т.е. освещение берет очень мало, Если вообще все все включить в доме, то максимум 500 Вт будет. Далее большие потребители: электический чайник 2 кВт, электроплита 2Квт, стиралка, Сушилка по киловату. Я хотел, чтобы семья не задумывалась о потреблении и жила как на городоском электичестве. Как я не крутил, получалось, что утром мы можем поставить новую стиралку, ночную закинуть в сушилку, делать завтрак и кипятить воду для кофе. Это не очень частый сценарий, но вполне возможный. Будет не очень хорошо, если дом отключится в этот момент аварийно. Я опять подстраховался и взял модель SUNNY ISLAND 8.0H на 8 кВт в пике и 6 в рабочем режиме. Пока дом ни разу не выключился аварийно из-за пикового потребления.

Аккумуляторы. С ними была еще так головоломка. Опять несколько обзоров, графики живучести и списки производителей. Помогли мои консультанты. Я выбрал гелевые аккумуляторы фирмы MHB модель MNG200-12.

Мое потребление 8-10 кВт/час в день. Я решил взять аккумуляторы из расчета на два дня без выработки солнца. Признаться, я тогда упустил один очень важный показатель. Долговечность аккумулятора напрямую зависит от глубины разрядки. Т.е. если разряжать его не более чем на 30%, то проживут они 1800 циклов, это примерно на 5 лет. Но если разряжать на 100%, то проживут они всего 350 циклов, считай год. Год это совсем немного.

Подключил восемь аккумуляторов и они накапливают примерно 20 кВт/час. Уже после запуска всего проекта у меня перегорал предохранитель перед домом и мы узнали об этом только через два дня. Так что расчет на автономное питание на два дня оправдался. А вот накопление при 30% зарядке обеспечивает всего 5-6Квт/час, что явно окажется потом недостаточным для эффективной работы в полностью автономном режиме.

Нужно отметить, что вообще проблема накопления солнечной энергии является сегодня самой сложной и дорогой в решении. Многие услышали про проект Элона Маска с аккумуляторами. Если его аккумуляторы реально будут жить 10 лет при 100% перезарядке, это будет прекрасно. Мне бы хватило трех таких. Но я пока не нашел никакой информации про число циклов.

В августе схема подключения была готова и оборудование выбрано. К сборке станции АЕС-Центр приступили в октябре. Приехали ребята с альпинистским оборудованием, забрались на крышу и начали монтаж. Собирали и монтировали почти месяц.

Внутри дома я выделил место на чердаке. Там установили Контроллер, Инвертор, шкаф для аккумуляторов (противопожарный). Я запросил поставить автоматическую систему пожаротушения и систему принудительной вентиляции с датчиком.

Так же у меня есть рубильник, которым я могу одним махом переключить весь дом на городскую линию и полностью обесточить солнечную электростанцию. Подстраховался

Когда все было смонтировано, в один день мы переключили рубильник, и дом отключился от городской электросети и подключился к солнечной электрической станции!

Первый опыт

Итак. Большую часть года я обеспечиваю себя солнечной энергией с большим запасом.
Вот май 2015 года. За месяц я выработал 745 кВт/час, потребил 300 кВт/час. Больше 0.5 Мегавата в плюс.

Вы видите, что в солнечный день станция выдает примерно 30-35 кВт/час, а потребляю я не больше 10 кВт/час. Т.е. летом я вырабатываю 300% необходимой мне энергии.
Вот так выглядит график солнечного дня 6 июня 2015 года. Станция начинает давать энергию уже 7 утра. Пиковая выработка 4+ кВт/час и до 19 часов вечера работает генерация.

Я пишу эту статью 29 ноября. Сегодня был пасмурный день, низкие облака. Выработка составила всего 4 кВт/час примерно 50% от необходимой мне энергии.

А вот весь ноябрь этого года. Я смог себя обеспечить себя солнечной энергией всего на 40%

Весь год выглядит вот так. В августе ошибка в данных. У меня барахлил интернет пока мы были в отпуске и данные не засчитались. Но выработка была лучше июля.

Как вы видите, я обеспечиваю себя на 100% во все месяцы кроме 4 месяцев с ноября февраль. В эти месяцы обеспечение составляет 30-70%.

Подключение к городской электросети

В течении дня основная выработка солнечной энергии приходится на середину дня. А основное потребление на утро и вечер. В течение года максимум генерации приходится на лето, а зимой генерация минимальная.

Накапливать солнечную энергию сложно и дорого. Даже в течение дня излишек энергии некуда накапливать. Не говорю уже о том, чтобы накопить на зиму.

Первоначально мы запрограммировали Контроллер таким образом, чтобы он для дома брал энергию или от солнца или от аккумуляторов при разрядке не больше 40%. В зимний период такой режим работы оказался крайне неэффективным. Да и в летний период такой режим использования аккумуляторов оказался не самым оптимальным. Я терял электроэнергию днем, гонял батареи лишними циклами.

И в этот момент я как-то физически осознал, на сколько это большая проблема с накоплением энергии. Но пока эта проблема не решена, я решил, что нужно попробовать подключиться к городской сети и научиться крутить счетчик в обе стороны.

Подключение к городской сети позволяет использовать город как неограниченный аккумулятор. Любой излишек скидывать в него в любое время и при необходимости забирать обратно.

Я написал в FB просьбу познакомить меня с кем-то из Электросвязи. И о чудо, мне дали контакты одного из директоров Янтарьэнерго Михайлова Леонида Александровича. И я пошел к нему с просьбой подключить мою солнечную Электростанцию к городской электросети и разрешить крутить счетчик в обратном направлении, когда я отдаю энергию городу.

Михайлов Леонид Александрович, директор филиала “Янтарьэнерго”- прекрасный человек и профессионал. Внимательно выслушал меня, удивился всему проекту, понял с чем я пришел. И он захотел мне помогать! Причем сразу объяснил, что будет сложно, структура большая, задача новая, но стоит попробовать. Я написал заявление на подключение и стал ждать. Леонид Александрович неоднократно звонил мне, объяснял где сейчас находится вопрос. Вообще, такого внимательного отношения не встретишь со стороны коммерческих структур, а для большой госкорпорации это вообще удивительно. Когда дело дошло до Энергосбыта, я познакомился еще с одним прекрасным человеком, Алексеем Капыловым. Он тоже приложил все усилия, чтобы подключить меня к городской сети.

Всего пять месяцев ушло на выработку тех. условий по подключению. И вот в августе на пороге моего дома появилась целая бригада Янтарьэнерго. Они сняли старый счетчик и подключили новый, сертифицированный крутиться в обе стороны.

Как выяснилось, переток в городскую сеть выполняется очень просто. В городской сети напряжение 220 В. Мой Контроллер излишки энергии отдает в сеть с напряжением больше 220В (237 В кажется) и электрончики перетекают из моей сети в городскую, как вода в сообщающихся сосудах. Оказалось, что не нужно менять оборудование на подстанциях или вообще в городской сети. (город может принимать энергию!) Просто поставили новый счетчик и размыкатель (защита на случай авариных отключений).

Представьте себе сцену. Восемь мужиков громко радуются и шумят перед домом, когда после подключения к городу счетчик закрутился в обратную сторону

Мне сказали, что у меня первый дом в России, который официально скидывает электроэнергию в городские сети. Странно, конечно, если это так. Но и радостно, если это так. Надеюсь, что мои тех. условия пригодятся и позволят других подключать значительно проще.

Пока нет еще утвержденных тарифов на покупку энергии у таких как я. А так как это все монополии, то утверждать тарифы сложно. Но я и не жду, что мне кто-то заплатит. Самое главное для меня случилось. Счетчик крутится в обе стороны и город стал моим вторым аккумулятором.

Еще раз хочу сказать спасибо Михайлову Леониду Александровичу. Прямо вот очень круто, что вы есть.

Из текущих проблем с подключеним к городской сети пока остался только курьезный момент Я не могу занести в учетную системы энергосбыта актуальные значение счетчика. В акте на подключение в конце августа у меня было указано число 14011. Через пару месяцев уже было 13350, что говорит о том, что я генерировал энергии больше, чем потреблял. Но учетный софт не понимает уменьшение и мне приходится вводить пока первоначальное значение счетчика, чтобы получать нулевые счета за электричество. Ну и счета еще не приходят с нулем, какая-то автоматика выставляет про запас. Тут есть еще над чем работать.

Оптимальная конфигурация

Возможность подключения к городской сети принципиально меняет стратегию проектирования солнечной электростанции.

После подключения к городской сети мы перепрограммировали Контроллер. Теперь я не использую аккумуляторы для накопления солнечной энергии. Избыток солнца сразу скидывается в городскую сеть. Когда солнца не хватает, энергия берется из городской сети. Аккумуляторы используются только на случай аварийных отключений электроэнергии. В таком режим ожидания они спокойно проработают 20 лет и не потребуют замены.

Оптимальная конфигурация при наличии технических условий подключения к городской сети будет включать в себя всего два компонента: солнечные панели и инвертор. Всего этого по идее достаточно, чтобы сделать солнечную электростанцию и жить на солнечной энергии. Инвертор сам умеет устраивать переток в городскую сеть. Стоимость всего проекта получится на 50-60% дешевле. Соответственно окупаемость проекта значительно ускорится. У такого подключения будет только один недостаток, он не будет обеспечивать дом бесперебойным и резервным энергоснабжением. Но в городской сети это не так важно, возможно.

Экономическая рентабельность

Меня неоднократно спрашивали, окупится ли когда-то мой проект или нет. Я думаю, что именно мой проект полностью не окупится никогда Он сделан не для экономии. Ну и я местами сильно перезаложился от нехватки опыта. Хотя, по старому курсу покупки и в условиях подключения к городу, у него есть шанс окупиться за 10 лет.

Солнечные батареи рассчитаны на десятилетия. Потеря эффективности с возрастом незначительная. Надо только не забывать их протирать я делаю это раз в год. На все оборудование гарантия так же лет десять. Аккумуляторы я научился экономно использовать благодаря подключению к городу.

Я уверен, что можно сделать экономически рентабельное подключение, особенно если скидывать энергию в город. Панели и инвертор, вот и все что нужно. 5-7 лет будет вполне достижимый цикл окупаемости.

Возможно в будущем появятся более эффективные солнечные пластины или более надежные аккумуляторы. Я так же уверен, что появятся готовые наборы для перевода дома на солнечную энергетику и можно будет осуществить такой проект и значительно дешевле и значительно быстрее.

В завершении

У меня теперь есть новая привычка. В командировках я открываю мобильное приложение, чтобы узнать был ли солнечным день в Калининграде или нет. И по выработке солнечной энергии и графику я уже представляю, было ли небо безоблачным, с редкими облаками или шел дождь.

В момент публикации этой статьи на улице солнечно и дом работает в плюс на 1.8 кВт. Минус, в данном случае означает плюс

Спасибо моей любимой жене за терпение я испытывал его неоднократно. Особенно круто было зимой после подключения, я был в командировке, перегорел предохранитель на улице и дом, проработав два дня на аккумуляторах, выключился в 2 часа ночи при -20 градусах мороза.

Мне нравится, что мой дом работает на солнце и я больше отдаю энергии, чем потребляю. Возможно, это вообще главный принцип, которым нужно руководствоваться по жизни.

Если вам понравилась статья, создайте свой Битрикс24 не зря же она опубликована на этом замечательном сайте.

ГЭС-2

ГЭС-2 — бывшая электростанция, построенная в 1907 году на Болотной набережной в центре Москвы. В 2014 году фонд V–A–C приобрел здание и прилегающую территорию и пригласил бюро Renzo Piano Building Workshop разработать проект их реконструкции. Из станции, некогда снабжавшей электроэнергией Кремль, ГЭС-2 в скором времени превратится в новое городское культурное пространство — Дом культуры «ГЭС-2».

В будущем московском доме V–A–C посетители смогут вместе с художниками открывать новые формы самовыражения и способы познания, а также определять культурную программу.

Весь комплекс Дома культуры «ГЭС-2», включая уличное пространство, занимает обширную территорию 20 тысяч квадратных метров. Основное здание будет преобразовано в сооружение со свободной планировкой 100 метров в длину и 20 метров в высоту и станет, помимо прочего, крытой пешеходной зоной. Внутри разместятся галереи, учебный центр, библиотека, столовая, кафе, ресторан, корпус для художественных резиденций и актовый зал-трансформер на 420 посадочных мест со стеклянной стеной и видом на березовую рощу. Здание Дома культуры «ГЭС-2» будет ориентировано на рациональное потребление электроэнергии: так, например, на крыше установят солнечные панели площадью пять тысяч квадратных метров.

В непосредственной близости от выставочных пространств — в соседнем с бывшей электростанцией здании, соединенном с ней подземным переходом, — появится новый центр художественного производства. Сводчатое кирпичное сооружение площадью 2000 квадратных метров в XIX веке служило складом готовой продукции и упаковочным цехом завода Ивана Смирнова. После реконструкции в нем расположатся мастерские с современным оборудованием и помещения для совместной работы, которыми смогут пользоваться художники и представители творческих профессий.

Мне всегда нравилось создавать пространства, где люди могли бы встречаться и обмениваться эмоциями.

Еще больше мне нравится, когда такое пространство появляется на месте бывшей электростанции.

А если все это происходит в центре Москвы, на берегу реки, моей радости и энтузиазму нет предела.

В проекте ГЭС-2 есть все, о чем может мечтать архитектор: место с богатой историей, бывшее индустриальное здание, производившее энергию и свет, и возможность создать новый дом для красоты.

Красоты, воплощенной в искусстве, науке и дружном единении.

И даже если красота не спасет весь мир, как верил князь Мышкин, она способна спасти очень много людей.

Ренцо Пьяно

Здание Дома культуры «ГЭС-2» (40 000 кв. м)

Здание Дома культуры «ГЭС-2» состоит из 5 частей: фронтальное здание, основное здание, правый и левый ризалиты, Актовый зал.

1. Фронтальное здание

Со стороны набережной расположится Площадь — главный вход в «ГЭС-2». Это место встреч и общения, а также здесь можно будет получить информацию о программах, зарегистрироваться на мероприятия и купить билеты. Пространство «ГЭС-2» тут сольется с городом благодаря остекленному фасаду: граница между зданием и городской средой будет размываться, полностью стираясь летом, когда все двери распахнуты.

2. Правый ризалит

Три этажа правого ризалита предназначены для участников программ международных резиденций V–A–C. В рамках этих программ художники, танцоры, хореографы, музыканты и другие представители экспериментальных направлений искусства и гуманитарных наук будут реализовывать коллективные и индивидуальные проекты.

3. Левый ризалит

Три этажа левого ризалита займет ресторан. В него можно будет попасть как с Площади, так и из города, со стороны Патриаршего моста.

4. Основное здание

Главная ось здания — расположенный на его первом этаже Проспект. Это не только самое большое пространство Дома культуры «ГЭС-2» общей площадью более 1200 кв. м, но и новая московская улица на острове Балчуг, фактически соединяющая Дом на набережной и Патриарший мост. Здесь будут проходить выставки, концерты, перформансы и ярмарки. Проспект окружен пространствами для художественных и просветительских программ, к нему примыкают кафе, магазин и Актовый зал.

Четыре галереи займут большую часть -1-го этажа. Они смогут легко адаптироваться под мероприятия разного формата. Зонированная планировка позволит размещать большие экспозиции или делить пространство на части. Еще две мультифункциональные галереи расположатся под скатами крыши.

5. Актовый зал

Основная площадка, на которой будут проходить музыкальные и театральные мероприятия, сочетающая в себе функции кинотеатра и театрально-концертного зала. Благодаря встроенному механизму зал на 420 мест может трансформироваться: восемь передних рядов уходят под пол, и сцена увеличивается с 35 кв. м до 150 кв. м. Стеклянную заднюю стену при необходимости полностью закрывает занавес. На проекционном экране на фасаде летом будут показывать кино.

Своды (2000 кв. м)

В здании, построенном по заказу завода Ивана Смирнова, разместится Центр художественного производства «Своды». Это не просто новое помещение для творческой работы в Москве — это мастерские с высокотехнологичным оборудованием, предоставляющие самые разнообразные средства для художественного производства. «Своды» станут местом, где творческие профессионалы смогут экспериментировать и активно взаимодействовать друг с другом.

Мастерские и лаборатории «Сводов»:

• Столярная и слесарная мастерские
• Текстильная мастерская
• 3D-печать
• Мастерская сборки и обработки
• Керамическая мастерская
• Звукозаписывающая студия
• Видеостудия
• Комната звука
• Библиотека материалов
• Фотолаборатория
• Студия шелкографии
• Пекарня

Пешеходная зона (10 000 кв. м)

За зданием Дома культуры «ГЭС-2» находится двор, где летом будут проходить кинопоказы и концерты, и березовая роща, через которую по тропинке можно будет попасть на смотровую площадку, расположенную параллельно Патриаршему мосту.

Под двором и рощей откроется двухуровневый паркинг на 207 машин. Он будет оборудован восемью зарядными станциями для электромобилей. Верхний уровень на –1-м этаже оснастят звуковым оборудованием, чтобы проводить здесь концерты, вечеринки и рейвы.

Все фото: Глеб Леонов

Электростанция будущего прямо у вас дома

Перед тем, как стать руководителем Holy Cross в 2018 году, Ханнеган был директором-основателем Центра интеграции энергетических систем в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии за пределами Денвера. Объект был задуман как «сетка в коробке», где исследователи могли изучать, как солнечные панели, электромобили, аккумуляторные системы хранения и другие так называемые «распределенные энергоресурсы» влияют на то, как электричество перемещается по сети.

По мере того, как все больше домов и предприятий устанавливают свои собственные системы генерации и хранения энергии из возобновляемых источников, централизованным коммунальным предприятиям становится все труднее управлять спросом и предложением электроэнергии.Обеспечить доставку электроэнергии потребителям, которые в ней нуждаются, и тогда, когда они в ней нуждаются, проще, когда у вас есть небольшое количество крупных электростанций, работающих на предсказуемых видах топлива, таких как уголь, природный газ или атомная энергия. Но энергия, производимая распределенными энергетическими системами, имеет тенденцию быть возобновляемой и, следовательно, очень изменчивой — иногда солнце светит, иногда нет. Причем распределенных систем много, . Вместо того, чтобы управлять несколькими крупными электростанциями, коммунальным предприятиям пришлось бы управлять миллионами маленьких.

«Коммунальные предприятия переходят от простой продажи электроэнергии конечным пользователям к управлению сетями и потоками электроэнергии», — говорит Хареш Камат, старший менеджер программы по распределенным энергетическим ресурсам в некоммерческом научно-исследовательском институте электроэнергетики. «Есть много преимуществ в том, чтобы эти энергетические системы располагались рядом с конечными пользователями, особенно если у коммунальных предприятий есть способ их организовать и координировать».

Производство и хранение возобновляемой энергии ближе к месту ее использования может повысить отказоустойчивость сети, гарантируя, что электричество продолжает поступать к пользователям, даже если остальная часть сети повреждена лесными пожарами или другими бедствиями.Но цена устойчивости — эффективность. Распространение распределенных переменных энергетических ресурсов создает неопределенность в отношении спроса на электроэнергию; коммунальные службы будут производить либо слишком много, либо недостаточно. Для Ханнегана и его коллег из NREL Energy Systems Integration Facility было ясно, что для создания экологически чистого, надежного и эффективного энергоснабжения и энергосистема будущего должна будет в значительной степени управлять сама собой.

В 2016 году Министерство энергетики присудило Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии 4 доллара.Грант в размере 2 миллионов на разработку программного обеспечения для автономного управления сетью в рамках программы Network Optimized Distributed Energy Systems или NODES. Идея, по словам руководителя проекта NODES Андрея Бернштейна, заключалась в создании алгоритмов, оптимизирующих распределение электроэнергии как на уровне отдельных домов, так и на уровне всей сети.

«Проблема в том, что нынешняя технология не может интегрировать очень большие объемы распределенных энергоресурсов», — говорит Бернштейн. «NODES производит платформу plug-and-play, которая позволяет интегрировать миллионы устройств, таких как солнечные панели, батареи и электромобили, которыми можно управлять на границе системы.”

Алгоритмы, разработанные Бернштейном и его коллегами, превращают сеть в улицу с двусторонним движением. Вместо нисходящего подхода, при котором централизованное коммунальное предприятие распределяет электроэнергию конечным пользователям, программное обеспечение для автономного управления позволяет распределенным энергетическим системам отправлять излишки электроэнергии обратно в более крупную сеть наиболее эффективным способом. Если сегодня солнечный день и солнечные панели на крыше вырабатывают намного больше энергии, чем нужно их владельцам, у коммунальных предприятий нет причин сжигать столько угля или природного газа.Но без сети автономных контроллеров, следящих за распределенной генерацией, коммунальное предприятие имеет слепую зону и не может воспользоваться избытком чистой энергии.

Программное обеспечение для управления автономной сетью, разработанное в NREL, предназначено для управления десятками тысяч энергосистем. Но то, что работает в лаборатории, не обязательно сможет справиться с хаосом реальной жизни. Итак, после трех лет тестирования алгоритмов в лаборатории NREL «сетка в коробке» команда NODES была готова протестировать их в полевых условиях.Автономное программное обеспечение было сначала протестировано на микросети на небольшом винограднике в Калифорнии, а затем было установлено в небольших блоках управления в подвалах первых четырех домов, построенных в Basalt Vista.

Электростанция для дома

Сегодня, все еще работая в Google, мы сохраняем надежду. И мы счастливы сказать, что мы сделали несколько ошибок. В частности, возобновляемые источники энергии падают в цене быстрее, чем мы ожидали, и их внедрение превысило прогнозы, которые мы приводили в 2014 году.

Инженеры могут расширить масштабы зрелых технологий, таких как энергия ветра [1] и солнечная энергия [2]. Другие зарождающиеся технологии требуют значительных инноваций, например, водородные самолеты [3] и электродуговые печи для производства стали [4]. Чтобы противодействовать наихудшим непосредственным последствиям изменения климата, мы Крис Филпот

В нашей предыдущей статье речь шла о «прорывных» целевых ценах (
разработан в сотрудничестве с консалтинговой фирмой McKinsey & Co.), что может привести к сокращению выбросов в США на 55% к 2050 году. С тех пор цены на ветровую и солнечную энергию достигли целевых показателей, установленных на 2020 год, а цены на батареи — даже лучше, упав до диапазона, прогнозируемого на 2050 год. — ожидаемые ценовые тенденции в сочетании с дешевым природным газом привели к сокращению потребления угля в США вдвое. Результат: к 2019 году выбросы в США упали до уровня, прогнозируемого сценарием McKinsey на 2030 год — на десять лет раньше, чем предсказывала наша модель.

И благодаря этому прогрессу в декарбонизации производства электроэнергии инженеры ищут и находят многочисленные возможности для переключения существующих систем, основанных на сжигании ископаемого топлива, на электроэнергию с низким содержанием углерода.Например, электрические тепловые насосы становятся рентабельной заменой топочного топлива, а электрические автомобили дешевеют и растут в цене.

Однако даже при всем этом прогрессе мы все еще находимся на траектории серьезного изменения климата:
К 2100 году повысится на 3 ° C. Многие страны не соблюдают сокращения выбросов, которые они обещали в Парижском соглашении 2015 года. Даже если бы каждая страна выполнила свое обещание, этого было бы недостаточно, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5 ° C, что большинство экспертов считает необходимым, чтобы избежать экологической катастрофы.Выполнение сегодняшних обещаний потребует резкого сокращения выбросов. Если этого массового сокращения выбросов не произойдет, что, как мы думаем, вероятно, потребуются другие стратегии, чтобы удерживать температуру в определенных пределах.

Нормированная стоимость энергии описывает затраты на строительство и эксплуатацию электростанций в течение срока их службы, измеряемые в долларах США за мегаватт-час. С 2009 года стоимость солнечной фотоэлектрической (PV) и ветровой энергии быстро снизилась. Цены на емкость аккумуляторов упали еще быстрее.
Источник: BloombergNEF

Вот некоторые ключевые цифры: чтобы обратить вспять изменение климата, хотя бы частично, нам нужно снизить уровень углекислого газа в атмосфере до более безопасного порогового значения.
350 частей на миллион; в День Земли 2021 эта цифра составила 417 промилле. По нашим оценкам, для достижения этой цели потребуется удалить порядка 2 000 гигатонн CO ₂ из атмосферы в течение следующего столетия. Это полное удаление необходимо как для поглощения существующего атмосферного CO ₂ , так и для CO ₂ , который будет выделяться, когда мы переходим к углеродно-отрицательному обществу (которое удаляет из атмосферы больше углерода, чем выделяет).

Наши начальные битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над многими существующими технологиями, которые можно масштабно масштабировать. Как уже было показано на примере ветряных, солнечных батарей и батарей, такое расширение масштабов часто приводит к резкому снижению затрат. В других отраслях промышленности для сокращения выбросов требуются технологические революции. Если вы поэкспериментируете со своим собственным набором методов смягчения последствий изменения климата, используя
Интерактивный климатический инструмент En-ROADS, вы увидите, сколько вариантов вам нужно максимально использовать, чтобы изменить нашу текущую траекторию и достичь уровня 350 ppm CO ₂ и глобального повышения температуры не более чем на 1.5 ° С.

Так что же делать инженеру, который хочет спасти планету? Даже когда мы работаем над переходом к обществу, основанному на безуглеродной энергии, мы должны серьезно относиться к секвестрации углерода, то есть к хранению CO.
₂ в лесах, почвах, геологических образованиях и других местах, где он будет оставаться. И в качестве временной меры в этот трудный переходный период нам также необходимо будет рассмотреть методы управления солнечным излучением — отклонение некоторого количества падающего солнечного света для уменьшения нагрева атмосферы.Эти стратегические направления потребуют реальных инноваций в ближайшие годы. Чтобы выиграть войну с изменением климата, нам также нужны новые технологии.

Мы надеемся, что необходимые технологии появятся в течение нескольких десятилетий. В конце концов, инженерам прошлого потребовались всего несколько десятилетий, чтобы спроектировать боевые машины, построить корабли, которые могли бы облететь земной шар, наладить повсеместную связь в реальном времени,
ускорить вычисления более чем в триллион раз и запустить людей в космос и на Луну. 1990-е, 2000-е и 2010-е были десятилетиями, когда ветроэнергетика, солнечная энергия и сетевые батареи, соответственно, стали широко распространяться.Что касается технологий, которые определят грядущие десятилетия и позволят людям жить устойчиво и процветать на планете со стабильным климатом, то отчасти это зависит от вас. У инженеров есть над чем усердно работать. Вы готовы?

Прежде чем мы перейдем к технологическим проблемам , которые требуют вашего внимания, позвольте нам немного поговорить о политике. Климатическая политика имеет важное значение для инженерных работ по декарбонизации, поскольку она может резко снизить стоимость новых энергетических технологий и переключить рынки на низкоуглеродные альтернативы.Например, к 2005 году Германия предлагала чрезвычайно щедрые долгосрочные контракты производителям солнечной энергии (примерно в пять раз дороже средней цены на электроэнергию в Соединенных Штатах). Этот гарантированный спрос дал толчок мировому рынку солнечных фотоэлектрических (PV) панелей, который с тех пор растет в геометрической прогрессии. Короче говоря, временные субсидии Германии помогли создать устойчивый глобальный рынок солнечных батарей. Люди часто недооценивают, насколько человеческая изобретательность может быть раскрыта, когда она продвигается рыночными силами.

Для достижения цели ограничения нагрева до 1,5 ° C, чистый CO
2 должны немедленно резко сократиться по сравнению с нашими текущими выбросами, как показано в строке A. Если выбросы уменьшатся еще через десять лет, как показано в строке B, тогда гораздо большее количество CO
2 нужно будет удалить.

Источник: Отчет МГЭИК, «Глобальное потепление на 1,5 ° C»

Этот всплеск солнечной фотоэлектрической энергии мог произойти десятилетием раньше. К 1995 году все основные процессы были готовы: инженеры освоили технические этапы изготовления кремниевых пластин, диффузионных диодных переходов, нанесения металлических решеток на поверхности солнечных элементов, пассивирования поверхности полупроводника для добавления антиотражающего покрытия и ламинирования модулей.Единственным недостающим элементом была политика поддержки. Мы не можем позволить себе больше этих «потерянных десятилетий». Мы хотим, чтобы инженеры посмотрели на энергетические системы и спросили себя: какие технологии имеют все необходимое для увеличения масштабов и снижения затрат, кроме политики и рынка?

Нобелевский лауреат по экономике Уильям Нордхаус в своей книге утверждает, что ценообразование на углерод играет важную роль в борьбе с изменением климата.
Климат-казино (Издательство Йельского университета, 2015). Сегодня цены на углерод применяются к примерно 22 процентам глобальных выбросов углерода.Крупный углеродный рынок Европейского Союза, который в настоящее время оценивает углерод выше 50 евро за тонну (61 доллар США), является основной причиной, по которой его авиакомпании, производители стали и другие отрасли в настоящее время разрабатывают долгосрочные планы декарбонизации. Но экономист Марк Жаккар указал, что, хотя налоги на выбросы углерода наиболее эффективны с экономической точки зрения, они часто сталкиваются с огромным политическим противодействием. Поэтому пионеры климатической политики в Канаде, Калифорнии и других странах прибегли к гибким (хотя и более сложным) нормам, которые предоставляют отраслям разнообразные возможности для достижения целей декарбонизации.

Инженеры могут оценить простоту и элегантность ценообразования на углерод, но самый простой подход не всегда обеспечивает прогресс. Хотя мы, инженеры, не занимаемся разработкой политик, нам следует оставаться в курсе и поддерживать политики, которые помогут процветать нашей отрасли.

Жесткие задачи обезуглероживания в большом количестве для амбициозных инженеров. Их слишком много, чтобы перечислить в этой статье, поэтому мы выберем несколько фаворитов и отсылаем читателя к Project Drawdown, организации, которая оценивает влияние усилий по борьбе с изменением климата, для получения более полного списка.

Рассмотрим авиаперелеты. Это составляет
2,5 процента мировых выбросов углерода, и декарбонизация — достойная цель. Но вы не можете просто уловить выхлопные газы самолетов и закачать их под землю, да и инженеры вряд ли в ближайшее время разработают батарею с плотностью энергии реактивного топлива. Итак, есть два варианта: либо вытащить CO ₂ непосредственно из воздуха в количествах, которые компенсируют выбросы самолетов, а затем спрятать его где-нибудь, либо перейти на самолеты, которые работают на безуглеродном топливе, например, на биотопливе.

Инженеры упорно трудились, чтобы освоить шаги, необходимые для создания солнечных фотоэлектрических систем, но затем они потеряли десятилетие, ожидая поддержки политики, которая снизила цены, чтобы создать рынок. Мы не можем позволить себе больше потерянных десятилетий.

Одна интересная возможность — использовать водород в качестве авиационного топлива.
Airbus в настоящее время работает над дизайном самолета с водородным двигателем, который, по ее словам, будет коммерчески использоваться в 2035 году. Большая часть сегодняшнего водорода явно вредна для климата, поскольку он производится из ископаемого метана в процессе, который выделяет CO ₂ .Но производство чистого водорода — горячая тема для исследований, и 200-летний метод электролиза воды, в котором H ₂ O расщепляется на кислород и водород, приобретает новый вид. Если низкоуглеродное электричество используется для электролиза, полученный чистый водород можно использовать для производства химикатов, материалов и синтетического топлива.

Политика, особенно в Европе,
Япония и Австралия продвигают вперед исследования водорода. Например, Евросоюз опубликовал амбициозную стратегию в отношении 80 гигаватт мощностей в Европе и соседних странах к 2030 году.Инженеры могут помочь снизить цены; первая цель — достичь 2 долларов за килограмм (по сравнению с примерно 3 долларами до 6,50 долларов за килограмм сейчас), после чего чистый водород будет дешевле, чем сочетание природного газа с улавливанием и секвестрацией углерода.

Безопасный для климата водород может также привести к еще одному великому достижению: обезуглероживанию производства металлов. Каменный век уступил место железному веку только тогда, когда люди выяснили, как использовать энергию для удаления кислорода из металлических руд, встречающихся в природе.В Европе вырубили леса отчасти для того, чтобы предоставить древесный уголь для сжигания в тиглях, где мастера по металлу нагревали железную руду, поэтому это считалось экологической победой, когда они перешли с древесного угля на уголь в 18 веке. Сегодня, благодаря углеродному рынку Европейского Союза, инженеры
пилотирование новых захватывающих методов удаления кислорода из металлической руды с использованием водородных и электродуговых печей.

Предстоит еще проделать большую работу по обезуглероживанию производства электроэнергии и производству чистого топлива.Во всем мире люди используют примерно
один зеттаджоуль в год — это 10 ²¹ джоулей в год. Удовлетворение этого спроса без дальнейшего содействия изменению климата означает, что нам придется резко ускорить внедрение источников энергии с нулевым выбросом углерода. Для обеспечения 1 ZJ в год только солнечными батареями, например, потребуется покрыть панелями примерно 1,6% площади суши в мире. Выполнение этого с помощью одной только ядерной энергии потребовало бы строительства трех 1-гигаваттных станций каждый день в период с настоящего момента до 2050 года.Ясно, что нам нужен ряд экономичных и экологически безопасных вариантов, особенно в свете значительных региональных различий в ресурсах.

Пока мы рассматриваем эти варианты, нам также необходимо убедиться, что эти источники энергии являются стабильными и надежными. Критически важные инфраструктуры, такие как больницы, центры обработки данных, аэропорты, поезда и очистные сооружения, нуждаются в круглосуточном электроснабжении. (Google, например, настойчиво стремится к безуглеродной энергии в режиме 24/7 для своих
дата-центры к 2030 году.) Большинство крупных промышленных процессов, таких как производство стекла, удобрений, водорода, синтезированного топлива и цемента, в настоящее время рентабельны только тогда, когда заводы работают почти непрерывно и часто требуют высокотемпературного технологического тепла.

Чтобы обеспечить стабильную безуглеродную электроэнергию и технологическое тепло, мы должны рассмотреть новые формы ядерной энергетики. в
Новая политика Соединенных Штатов и Канады поддерживает передовые разработки и лицензирование ядерной энергетики. Десятки передовых компаний, занимающихся делением ядерных материалов, предлагают инженерам множество интересных задач, таких как создание отказоустойчивого топлива, которое становится менее реактивным по мере нагрева.Другие возможности можно найти в разработке реакторов, которые рециркулируют отработанное топливо для уменьшения количества отходов и потребностей в горнодобывающей промышленности или разрушают долгоживущие компоненты отходов с помощью новых технологий трансмутации.

Инженерам, которых тянет к действительно сложным заданиям, стоит подумать о
ядерный синтез, где проблемы включают контроль плазмы, в которой происходит термоядерный синтез, и достижение чистой выходной электрической мощности. Соревнование этого десятилетия в области передовых технологий ядерной энергетики может дать победителей, которые воодушевят инвесторов, а новый раунд политики может подтолкнуть эти технологии вниз по кривой затрат, избегая потерянного десятилетия для передовой ядерной энергетики.

Водород может сыграть решающую роль в безуглеродной энергетической системе, поскольку возобновляемые источники энергии и атомная энергия обеспечивают большую долю электроэнергии. Водород можно использовать в качестве сырья для производства синтетического топлива, которое может заменить ископаемое топливо. Водород также можно использовать непосредственно в качестве топлива или сырья для декарбонизации промышленных процессов, что требует некоторой новой распределительной и промышленной инфраструктуры.
Источник: Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии США

Глобальный климат сохранение — идея, которую инженеры должны любить, потому что она открывает новые области и возможности карьерного роста.Климат Земли имеет разомкнутый цикл более 4 миллиардов лет; нам повезло, что резко колеблющийся климат нашей планеты был необычайно стабильным на протяжении 10 000 лет, когда возникла и процветала современная цивилизация. Мы считаем, что человечество скоро начнет обматывать контур управления климатом Земли, проектируя и внедряя контролируемые изменения, которые сохранят климат.

Основная причина сохранения климата — избежать необратимых изменений климата. Таяние ледникового покрова Гренландии могло
поднимет уровень моря на 6 метров, иначе безудержное таяние вечной мерзлоты может вызвать выбросы парниковых газов в количестве, достаточном для дополнительного глобального потепления.Ученые согласны с тем, что продолжение неконтролируемых выбросов вызовет такие переломные моменты, хотя есть неуверенность в том, когда это произойдет. Экономист Нордхаус, применяя консервативный принцип предосторожности к изменению климата, утверждает, что эта неопределенность оправдывает более ранние и более масштабные климатические меры, чем если бы были точно известны пороговые значения критической точки.

Мы верим в активное удаление углекислого газа, потому что альтернатива слишком мрачна и слишком дорога.Некоторые подходы к удалению и связыванию углекислого газа технически осуществимы и в настоящее время
судят. Другие, такие как удобрение океана водорослями и планктоном, вызвали разногласия, когда их пытались предпринять в ранних экспериментах, но нам также нужно узнать больше об этом.

В
Рекомендация Межправительственной группы экспертов по изменению климата для ограничения потепления на уровне 1,5 ° C требует сокращения чистых глобальных выбросов почти вдвое к 2030 году и до нуля к 2050 году, но страны не делают необходимых сокращений выбросов.(Под чистыми выбросами мы подразумеваем фактические выбросы CO ₂ за вычетом CO ₂ , которые мы извлекаем из воздуха и улавливаем.) По оценкам IPCC, достижение целевой пиковой температуры 1,5 ° C и со временем извлечение CO ₂ концентраций до 350 ppm на самом деле требует отрицательных выбросов более 10 Гт CO ₂ в год в течение нескольких десятилетий — и это может потребоваться до тех пор, пока в атмосфере останутся клопы, которые продолжают выделять CO ₂ .

С помощью инструмента моделирования климата En-ROADS любой может разработать сценарии решения проблемы изменения климата. В
Частично показанный здесь сценарий достигает целей ограничения выбросов и потепления. Это достигается за счет максимальных возможных изменений в энергоснабжении, достижений в области энергоэффективности и электрификации, а также повсеместного удаления и связывания углерода.

Источник: En-ROADS

Инструмент En-ROADS, который можно использовать для моделирования воздействия стратегий смягчения последствий изменения климата, показывает, что ограничение потепления до 1.5 ° C требует максимального использования всех вариантов связывания углерода, включая биологические средства, такие как лесовозобновление, и новые технологические методы, которые еще не являются рентабельными.

Нам нужно изолировать CO
₂ , частично, чтобы компенсировать деятельность, которая не может быть обезуглерожена. Цемент, например, имеет самый большой углеродный след из всех искусственных материалов, создавая около 8 процентов глобальных выбросов. Цемент производится путем нагревания известняка (в основном кальцита или CaCO ₃ ) для получения извести (CaO).При производстве 1 тонны цементной извести выделяется около 1 тонны CO ₂ . Если бы все выбросы CO ₂ от производства цемента улавливались и закачивались под землей по цене 80 долларов за тонну, по нашим оценкам, 50-фунтовый мешок (около 23 кг) бетонной смеси, одним из компонентов которой является цемент, будет стоить примерно на 42 цента больше. Такое изменение цен не остановит людей от использования бетона и не приведет к значительному увеличению затрат на строительство. Более того, газ, выходящий из дымовых труб на цементных заводах, богат CO ₂ по сравнению с разбавленным количеством в атмосфере, что означает, что его легче улавливать и хранить.

Улавливание выбросов цемента будет хорошей практикой, поскольку мы готовимся к большему увеличению удаления 2000 Гт CO.
₂ прямо из атмосферы в течение следующих 100 лет. В этом заключается одна из самых больших проблем века для ученых и инженеров. В недавней статье Physics Today оценивается стоимость прямого улавливания атмосферного CO ₂ в диапазоне от 100 до 600 долларов за тонну. Этот процесс является дорогостоящим, поскольку требует большого количества энергии: прямой захват воздуха включает в себя нагнетание огромных объемов воздуха над сорбентами, которые затем нагреваются для высвобождения концентрированного CO ₂ для хранения или использования.

Нам нужен ценовой прорыв в области улавливания и связывания углерода, который будет конкурировать с тем, что мы видели в ветроэнергетике, солнечной энергии и батареях. Мы оцениваем это в 100 долларов за тонну, удалив эти 2000 Гт CO.
₂ будет составлять примерно 2,8 процента мирового ВВП за 80 лет. Сравните эту стоимость с потерями, связанными с переломным моментом в изменении климата, который никакие расходы не могут отменить.

В принципе, подземных скальных образований достаточно, чтобы хранить не только гигатонны, но и
тератонны CO ₂ .Но масштаб необходимого секвестрации и безотлагательная необходимость в нем требуют нестандартного мышления. Например, массовое и дешевое удаление углерода может быть возможным при помощи природы. Во время каменноугольного периода нашей планеты, 350 миллионов лет назад, природа улавливала столько углерода, что уменьшила содержание CO ₂ в атмосфере с более чем 1000 частей на миллион до нашего доиндустриального уровня в 260 частей на миллион (и при этом образовала уголь). Механизм: растения вырабатывали волокнистый углеродсодержащий материал лигнин для своих стеблей и коры за миллионы лет до того, как другие существа разработали способы его переваривания.

Теперь представьте, что океан поглощает и почти полностью перерабатывает около 200 Гт CO.
₂ в год. Если бы мы могли предотвратить 10 процентов этого повторного выброса в течение 100 лет, мы бы достигли цели по секвестированию 2 000 Гт CO ₂ . Возможно, какое-то существо в пищевой цепи океана может быть изменено, чтобы выделять органический биополимер, такой как лигнин, который трудно метаболизировать, который оседает на морском дне и улавливает углерод. Фитопланктон быстро размножается, предлагая быстрый путь к огромным масштабам.Если наше наследие решения проблемы изменения климата — это несколько миллиметров неудобоваримых, богатых углеродом фекалий на дне океана, нас это устроит.

Наши первые битвы в войне с изменением климата требуют, чтобы инженеры работали над существующими технологиями, которые можно масштабировать. Но чтобы выиграть войну, нам потребуются и новые технологии.

Изменение радиационного воздействия — то есть отражение большего количества солнечного света в космос — можно использовать как временную и временную меру для ограничения потепления, пока мы не добьемся снижения уровня CO в атмосфере. ₂ .Такие усилия позволят избежать наихудших физических и экономических последствий повышения температуры и будут выведены из эксплуатации после того, как кризис пройдет. Например, мы могли бы уменьшить образование инверсионных следов от самолетов, которые задерживают тепло, и сделать крыши и другие поверхности белыми, чтобы отражать больше солнечного света. Эти две меры, которые могут снизить ожидаемое нами планетарное потепление примерно на 3 процента, помогут общественности лучше понять, что наши коллективные действия влияют на климат.

Есть
более амбициозные предложения, которые отражали бы больше солнечного света, но есть много споров о положительных и отрицательных последствиях таких действий.Мы считаем, что наиболее ответственный путь вперед для инженеров, химиков, биологов и экологов — это проверить все варианты, особенно те, которые могут иметь значение в планетарном масштабе.

Мы не утверждаем, что знаем, какие технологии предотвратят мир-антиутопию, который теплее на 2 ° C. Но мы искренне верим, что мировые инженеры могут найти способы доставить десятки тераватт безуглеродной энергии, радикально обезуглерожить промышленные процессы, изолировать огромное количество CO.
₂ , и временно отклонить необходимое количество солнечного излучения.Эффективное использование политики, поддерживающей достойные инновации, может помочь внедрить эти технологии в ближайшие три или четыре десятилетия, что позволит нам уверенно продвигаться по пути к стабильной и пригодной для жизни планете. Итак, инженеры, приступим к работе. Создаете ли вы машины, разрабатываете алгоритмы или анализируете числа, занимаетесь ли вы биологией, химией, физикой, компьютерами или электротехникой, у вас есть своя роль.

Мнения, выраженные здесь, принадлежат исключительно авторам и не отражают позицию Google или IEEE.

Tesla хочет сделать каждый дом распределенной электростанцией — TechCrunch

Генеральный директор Tesla

Илон Маск хочет превратить каждый дом в распределенную электростанцию, которая будет вырабатывать, хранить и даже доставлять энергию обратно в электросеть, используя продукты компании.

Хотя компания уже много лет продает солнечные батареи и аккумуляторы энергии, новая политика компании — продавать солнечную энергию только в сочетании с продуктами для хранения энергии, наряду с комментариями Маска в понедельник, раскрывает стратегию, направленную на масштабирование этого бизнеса за счет обращения к коммунальным предприятиям.

«Это процветающее будущее как для Tesla, так и для электроэнергетики», — сказал он. «Если этого не сделать, коммунальные предприятия не смогут обслуживать своих клиентов. Они не смогут этого сделать », — сказал Маск во время звонка инвестору, отметив постоянные отключения электроэнергии в Калифорнии прошлым летом и недавний отказ сети в Техасе как свидетельство того, что надежность сети стала более серьезной проблемой.

На прошлой неделе компания изменила свой веб-сайт, чтобы запретить покупателям покупать только солнечную батарею или ее накопитель энергии Powerwall, и вместо этого потребовала приобрести систему.Позже Маск объявил об этом шаге в своем твите, заявив, что «солнечная энергия будет подаваться исключительно на Powerwall» и что «Powerwall будет взаимодействовать только между счетчиком коммунальных услуг и главной панелью выключателя дома, что обеспечивает сверхпростую установку и беспрепятственное резервное копирование всего дома во время отключения электросети».

Маск утверждает, что энергосистеме потребуется больше линий электропередач, больше электростанций и более крупных подстанций для полной декарбонизации с использованием возобновляемых источников энергии и хранилищ. По мнению Маска, распределенные жилые системы — разумеется, с использованием продуктов Tesla — будут лучшим вариантом.Его заявление было частично подтверждено недавними исследованиями Массачусетского технологического института, которые показали, что США могут выйти на сеть с нулевым выбросом углерода, более чем вдвое увеличив свою пропускную способность, и еще одно исследование Принстонского университета, показывающее, что стране может потребоваться утроить свои системы передачи к 2050 году, чтобы достичь нулевых выбросов.

Маск представляет себе систему электросетей, радикально отличную от той, которая у нас есть сегодня, которая централизованно контролируется и управляется операторами сетей, независимыми организациями, такими как Независимый системный оператор Калифорнии или Совет по надежности электроснабжения Техаса.Это видение связано с бюрократическими и логистическими проблемами. Коммунальным предприятиям и регулирующей политике необходимо будет решить, как справиться с большим притоком так называемых «распределенных энергетических ресурсов», таких как солнечные батареи на крышах жилых домов, что может противоречить давно устоявшимся бизнес-моделям коммунальных предприятий.

Важно отметить, что вопрос о том, хватит ли одних только возобновляемых источников энергии с накоплением энергии для декарбонизации энергосистемы, является спорным. Многие эксперты полагают, что потребности в землепользовании, требования к хранению и проблемы прерывистости возобновляемых источников энергии могут превратить их роль в качестве основного производителя электроэнергии в страну несбыточной мечтой.Но Маск долгое время был оптимистом в отношении модели «возобновляемые источники энергии плюс накопители», написав в июле прошлого года в Твиттере, что «физика отдает предпочтение электротранспорту, батареям для стационарного хранения и солнечной / ветровой энергии для выработки энергии».

Как электричество подается в ваш дом

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, насколько удобно щелкнуть выключателем или нажать кнопку и мгновенно получить удобство?
Это кажется таким простым; вам становится немного холодно или жарко, вы толкаете термостат вверх или вниз; ваша семья проголодалась, вы берете еду из холодильника и разогреваете ее в микроволновой печи или готовите еду на плоской плите; напряженный рабочий день, вы прыгаете в горячую ванну с водой; Чтобы узнать, что происходит в мире, вы берете пульт и включаете телевизор.Но как электричество попадает в ваш дом? Это сложный процесс, состоящий из множества шагов, посмотрите видео «Путь электричества» или вы можете подробнее узнать о каждом шаге ниже.

Распределительная система Вернуться к началу

Подстанция

CAEC покупает энергию у нашего кооператива по производству и передаче PowerSouth, который производит или покупает электроэнергию и передает ее на большие расстояния по линиям передачи распределительным компаниям, таким как CAEC.Наши подстанции — это точка, в которой электросетевая инфраструктура становится распределительной. Распределительные подстанции понижают напряжение, поступающее от линий электропередачи, чтобы начать процесс подачи энергии в ваш дом. Много работы уходит на планирование новых подстанций или даже модернизацию подстанций. CAEC использует долгосрочное прогнозирование для планирования новых подстанций, что напрямую влияет на надежность. Когда вы подписываетесь на услугу, независимо от ваших намерений в отношении этого счетчика, мы должны учитывать ваши текущие и будущие потребности в электроэнергии в этих прогнозах.Размещение и строительство подстанции — непростой процесс; Фактически, от этапа планирования до реализации требуется от двух до трех лет, чтобы завершить только один проект стоимостью примерно 1,5 миллиона долларов.

Силовой трансформатор

Напряжение, поступающее на подстанцию, 115 000 или 46 000 вольт, слишком велико для непосредственного попадания в ваши районы. Силовые трансформаторы используются для понижения напряжения до приемлемого уровня, чтобы подать его в ваши окрестности.

Распределительный трансформатор

Мы еще не готовы подключить ваш дом к электросети; напряжение, поступающее от силового трансформатора, 25 000 или 13 200 вольт, все еще слишком велико, чтобы подавать его прямо в ваш дом.Оттуда мощность распределяется по милям (в зависимости от того, как далеко ваш дом находится от подстанции) линий электропередачи, чтобы достичь распределительного трансформатора, который снова снижает мощность до уровня напряжения, необходимого для вашего дома, который составляет 120/240 вольт. . За последние пять лет стоимость трансформаторов выросла на 50 процентов, отчасти из-за роста материальных затрат, а также из-за федеральных нормативных требований, требующих повышения эффективности.

Сервисный сброс и счетчик

От распределительного трансформатора к вашему дому подключается служебный провод, который называется служебным отводом.Если у вас накладные расходы, CAEC подключает служебный провод к метеостанции, которая является точкой соединения между объектами CAEC и домовладельцем. Если ваш служебный провод находится под землей, CAEC подключает служебный провод к вашей подземной измерительной коробке. Стяжка, сделанная на стороне источника счетчика, является точкой соединения между CAEC и элементом. Коробка счетчика в обоих случаях позволяет CAEC измерять количество потребляемой энергии.

Электроснабжение вашего дома

От коробки счетчика провод обычно подключается к домашней коробке выключателя, которая функционирует как механизм безопасности для вашего дома.На этом этапе в игру вступает ваша домашняя проводка, которая позволяет отправлять энергию в розетки и выключатели одним нажатием кнопки или щелчком переключателя.

Это касается только нескольких основных единиц оборудования, которые мы используем, чтобы поддерживать вашу мощность включенной более 99,9% времени. Некоторое другое жизненно важное оборудование, которое мы используем, включает выключатели верхнего и нижнего уровня, регуляторы напряжения и молниеотводы. Этот процесс также не включает в себя техническое обслуживание, которое мы должны выполнить, и персонал, необходимый для обеспечения того, чтобы инфраструктура, которую мы создали, находится в отличном состоянии.Это включает в себя нашу программу управления растительностью, проверки линий и подстанций и другие важные программы.

Система трансмиссии Вернуться к началу

Как мы узнали выше, подробно изучив систему распределения, для создания системы передачи требуется много частей, работающих вместе. Именно эта сеть, принадлежащая и обслуживаемая поставщиком электроэнергии и передачи CAEC, PowerSouth, а также линии электропередачи, принадлежащие Southern Company, делают возможной доставку электроэнергии нашим членам.А начинается все на заводе генерации:

Поколение

Производство электроэнергии начинается на электростанции, где источники топлива, такие как уголь, природный газ или гидроэнергетика, используются для преобразования воды в пар в процессе нагрева. Например, на большинстве угольных электростанций куски угля измельчаются в мелкий порошок и загружаются в установку для сжигания, где они сжигаются. Тепло от горящего угля используется для производства пара, который разводится по всей установке.

Турбины / Генераторы

Поскольку пар представляет собой воду под высоким давлением, он направляется в турбину, где давление заставляет лопасти турбины вращаться с высокой скоростью. Вал соединен между турбиной и генератором. Внутри генератора находится магнитное поле, которое производит напряжение или электричество примерно 15 000 вольт (В). Для удовлетворения потребностей в электроэнергии членов CAEC и потребителей других распределительных кооперативов PowerSouth требуется около 10-12 лет и от 700 до 3 миллиардов долларов, чтобы построить только одну электростанцию.

Передающая подстанция

Мощность высокого напряжения, вырабатываемая генератором, поступает на передающую подстанцию ​​электростанции. Внутри подстанции большие трансформаторы преобразуют напряжение генератора в чрезвычайно высокое напряжение (диапазон 115 000–500 000 В), чтобы он более эффективно передавался по линиям электропередачи на подстанции электропередачи и понижающие подстанции электропередачи.

Линии передачи и полюса

После повышения до соответствующего напряжения мощность затем передается в систему передачи, которая состоит из линий и полюсов, полностью или совместно принадлежащих PowerSouth.PowerSouth обслуживает более 2200 миль линий электропередачи и более 300 подстанций в Алабаме и Флориде. Планирование и установка нового передающего оборудования может быть долгим и утомительным процессом. Это часто связано с рядом сложных и критических экологических, экономических, социальных и технических вопросов, касающихся окружающей среды, надежности, которые необходимо изучить до принятия решений и выдачи необходимых разрешений (например, воздействия на окружающую среду, права проезда). Изучение и исследование каждой из этих ключевых областей, а также действия по планированию и прогнозированию потребности и размещения передающего оборудования могут занимать 10-20 лет, а на фактическое выполнение может потребоваться еще два-пять лет.

Коммутационная станция

Когда мощность достигает точки подачи, она проходит процесс понижения (или снижения напряжения) на коммутационных станциях. Здесь 115 000–500 000 В снижается до примерно 115 000–46 000 В перед отправкой в ​​первый компонент распределительной системы — подстанцию ​​- и, в конечном итоге, в ваш дом.

Планирование такой большой системы может занять годы или десятилетия и может стоить миллионы долларов. Например, одна миля линии 115 000 В в сети электропередачи может стоить приблизительно 400 000 долларов — от планирования и разработки до реализации.Когда вы думаете о времени и усилиях, которые требуются, а также об инвестициях, чтобы построить и поддерживать тысячи миль линий для подачи электроэнергии в наши дома, ценность электричества становится гораздо более очевидной.

Энергетика: уголь Вернуться к началу

Вы знаете, сколько угля используется в вашем доме каждый день? Ежегодно средняя семья из четырех человек использует 3375 фунтов угля для водонагревателя; 560 фунтов — плита / плита; 256 фунтов — телевизор; и 37 фунтов — пылесос. Почти половина электроэнергии, используемой в Соединенных Штатах, вырабатывается из угля, а с учетом огромных ресурсов США.У С. этот вид топлива — известно, что запаса его хватит почти на 300 лет — даже используется с той же скоростью, что и сегодня.

Затраты, связанные с использованием угля, включают добычу, транспортировку, производство электроэнергии и контроль выбросов, однако электроэнергия, работающая на угле, остается одним из самых дешевых источников энергии для потребителей. Так как уголь питает ваш дом? Начнем с шахт.

Добыча угля

Есть два основных способа добычи угля: открытая и подземная.Шахтеры добывают уголь из залежей на уровне земли или вблизи нее, используя метод открытой добычи. Наземные бригады удаляют землю, покрывающую уголь, и постепенно извлекают это ископаемое топливо. Затем по закону горняки должны вернуть землю в ее первоначальное или улучшенное состояние, известное как рекультивация. В районах, где залежи угля находятся глубоко под землей, шахтеры роют туннели в земле и используют один из трех методов: традиционный, непрерывный или длинный забой.

При обычном методе горняк использует длинную электрическую цепную пилу, чтобы разрезать полосу под угольными месторождениями, и это место подвергается взрыву.После того, как взрыв разрыхляет уголь, шахтеры используют погрузочную машину и конвейерную ленту для переноса угля на поверхность земли для дальнейшей обработки. Напротив, при непрерывной разработке и разработке длинных забоев не используются буровые или взрывные работы. С помощью этих процессов уголь соответственно дробится или режется, а затем отправляется на обогатительную фабрику. На обогатительной фабрике рабочие работают с оборудованием для удаления камней и мусора перед промывкой, сортировкой и смешиванием угля перед отправкой.

Шахтеры обладают высокой квалификацией и хорошо обучены использованию сложного современного оборудования.В среднем угольщики работают 40 часов в неделю в холодных, шумных, сырых и темных условиях, а их средняя почасовая оплата составляет 21,57 доллара. В угольной промышленности занято более 300 000 человек.

Транспортировка угля

Уголь в основном транспортируется в США по железной дороге и баржами. Альтернативные способы доставки включают грузовик, конвейер и судно. На железнодорожный транспорт приходится 70 процентов поставок угля на электростанции, что может привести к злоупотреблению рыночной властью (т.е. рост тарифов, низкое качество и ненадежный сервис), вызванные отсутствием конкуренции. С 2004 года ряд кооперативов по производству и передаче электроэнергии сообщили, что их железнодорожные перевозчики требуют 100-процентного повышения ставок по истечении срока их существующих контрактов.

Электростанция Чарльза Р. Лоумена

PowerSouth (наш поставщик электроэнергии), расположенная недалеко от Лероя, штат Алабама, принимает уголь размером с мяч для гольфа на баржах на реке Томбигби и по железной дороге. По мере того, как уголь выгружается на конвейер, уголь перемещается в большую складскую штабель, достаточно большую, чтобы обеспечить двухмесячный спрос.

Завод Lowman может хранить до 250 000 тонн угля. Учитывая высокий спрос, установка может сжигать до 5000 тонн в день, когда потребители потребляют много электроэнергии. Следующим шагом в этом процессе является преобразование угля в электричество.

Преобразование угля в электроэнергию

Производство электроэнергии на угле — это процесс производства электроэнергии из энергии (углерода), хранящейся в угле. Процесс преобразования угля в электричество состоит из нескольких этапов:

1.Машина, называемая пульверизатором (показанная ниже), измельчает уголь в мелкий порошок.

2. Угольный порошок смешивается с горячим воздухом, что помогает ему гореть более эффективно. Вентиляторы первичного воздуха продувают смесь по угольным трубам в топку.

3. Горящий уголь нагревает воду в котле, образуя пар.

4. Пар из котла вращает лопасти турбины, преобразуя тепловую энергию горящего угля в механическую энергию, которая вращает турбину.

5.Вращающаяся турбина используется для питания генератора, машины, которая превращает механическую энергию в электрическую. Это происходит, когда магниты вращаются внутри медной катушки в генераторе.

6. Конденсатор охлаждает пар после его выхода из турбины. Когда пар конденсируется, он снова превращается в воду.

7. Вода перекачивается обратно в бойлер, и цикл начинается снова.

Произведенная электроэнергия затем начинает свой путь к вашему дому через систему передачи, как описано выше.Хотя основной процесс преобразования угля в электричество не изменился за 60 лет, достижения в технологии удаления выбросов привели к созданию более чистого угля.

Технология «Чистый уголь»

Чистые угольные технологии делятся на четыре основные категории: промывка угля, борьба с загрязнением на существующих электростанциях, эффективные технологии сжигания и экспериментальное улавливание и хранение углерода. Исследования и разработки за последние два десятилетия привели к созданию более 20 новых, более дешевых и экологически чистых угольных технологий.Фактически, PowerSouth инвестировала около 400 миллионов долларов в модернизацию оборудования на заводе Lowman для снижения выбросов диоксида серы, оксида азота и ртути. Три угольных энергоблока Лоумена могут производить 556 мегаватт (этого достаточно для питания 300 000 домов и предприятий) за счет сжигания примерно 1,5 миллиона тонн угля в год. За счет интеграции усовершенствованных скрубберов выбросы диоксида серы были сокращены примерно на 92,5 процента (200 000 тонн в сумме), а выбросы оксида азота уменьшены примерно на 80 процентов (18 000 тонн), при этом достигнута дополнительная выгода от снижения содержания ртути при использовании в сочетании со скрубберами. .

Хотя другие страны не контролируют свои выбросы от угля, более чистые угольные технологии помогают снизить выбросы загрязняющих веществ здесь, в США

Производство электроэнергии: природный газ Вернуться к началу

Когда вы думаете об электричестве, вы можете не думать о природном газе, но этот ресурс играет жизненно важную роль в производстве вашей энергии. Природный газ — это топливо, которое требует минимальной обработки, чтобы его можно было использовать в промышленных целях. Он имеет высокую теплотворную способность или содержание Btu и имеет мало примесей по сравнению с некоторыми другими ископаемыми видами топлива.В электроэнергетике исторически природный газ использовался для электростанций промежуточного и пикового режима или станций, которые включались в «пиковые» периоды использования, например, холодным зимним утром или жарким летним днем, когда большая часть населения потребляет больше электроэнергии . В последние годы природный газ все больше и больше используется для выработки электроэнергии при базовой нагрузке.

От разведки и открытия до производства электроэнергии, прежде чем природный газ можно будет преобразовать в электричество, необходимо пройти несколько этапов — от определения местоположения ресурса до его полного использования, вы поймете роль природного газа в обеспечении электроэнергией вашего дома.

Разведка

Природный газ находится под землей в месторождениях. Чтобы сделать обоснованные предположения о местонахождении этих месторождений, нужны геологи и геофизики, а также использование технологий. Этот процесс может занять от двух до 10 лет. Геологи обычно начинают с геологических изысканий на поверхности земли, ища характеристики, указывающие на залежи природного газа.

После определения вероятных областей геологи используют такое оборудование, как сейсмографы (аналогичные тем, которые используются для регистрации колебаний землетрясений), магнитометры (для регистрации магнитных свойств) и гравиметры (для измерения гравитационных полей), чтобы исследовать состав земли внизу и определять если окружающая среда благоприятна для залежей природного газа.Если эти тесты положительны, затем выкапываются разведочные скважины, что позволяет геологам воочию увидеть характеристики подземных вод и подтвердить наличие отложений.

Добыча

После подтверждения высокой вероятности залежей газа в этом районе бурильщики начинают трехнедельный 24-часовой процесс раскопок (в некоторых случаях на глубине более 20 000 футов ниже поверхности земли) этих участков — где все еще нет 100-процентной уверенности в том, что месторождения природного газа существуют.

Бурильщики используют два метода: ударное бурение, которое заключается в поднятии и опускании тяжелого металлического долота в землю с образованием ямы; или роторное бурение, при котором для копания используется острое вращающееся долото (очень похожее на ручную дрель). Роторный метод — это, по большей части, наиболее распространенная форма бурения на сегодняшний день. Если находится природный газ, строится скважина; если природный газ не обнаружен, участок или «сухая скважина» очищается, и процесс поиска природного газа начинается снова.Например, с 1995 по 2005 год 60 процентов скважин, пробуренных на природный газ, считались сухими.

При обнаружении отложений открывается канал на поверхность, и, поскольку природный газ легче воздуха, сжатый газ поднимается на поверхность практически без помех. В некоторых случаях электрический заряд посылается в колодец, разрушая скалу вокруг него. После того, как заряды установлены, жидкость для гидроразрыва под высоким давлением, состоящая на 99,51% из воды и песка, направляется в скважину, которая дополнительно разрушает породы, выделяя природный газ.Поскольку газ легче раствора, он поднимается к верху скважины для улавливания. После извлечения из скважины газ проходит по сети трубопроводов для обработки и обработки.

Обработка

Природный газ, используемый в домах, сильно отличается от необработанного природного газа, который поступает из земли. Газ направляется на перерабатывающие предприятия, где извлекаются избыточная вода, жидкости, сера, диоксид углерода и углеводороды, в результате чего получается чистый природный газ.

Прибытие на электростанцию ​​

Обработанный газ поступает на электростанцию ​​по магистральному газопроводу. Эта труба соединяется с газовым двором электростанции, где фильтры дополнительно удаляют примеси, а вся избыточная влага (например, вода или жидкие углеводороды) собирается и удаляется. Газовые станции также кондиционируют газ для оборудования, используемого в производстве электроэнергии, путем регулирования давления в соответствии с проектными требованиями турбины внутреннего сгорания (см. Параграф ниже). Природный газ должен оставаться в «газообразном состоянии», а не конденсироваться в капли жидкости.Если природный газ конденсируется в виде углеводородов в более концентрированной форме, это может вызвать повреждение внутреннего оборудования. Один из методов, используемых для поддержания требуемого газообразного состояния, — это газовые нагреватели, которые помогают поддерживать температуру природного газа выше точки росы.

Турбины внутреннего сгорания / Генератор

Достигнув необходимого давления и температуры, газ попадает в турбину внутреннего сгорания, которая очень похожа на реактивный двигатель. В сочетании со сжатым воздухом, генерируемым в передней части двигателя (также известной как камера сгорания), сжигание природного газа заставляет лопасти турбины вращаться.Турбина соединена с генератором через вал. Этот вал заставляет генератор вращаться и преобразует механическую энергию в электрическую, используя магниты и медную проволоку для создания электрического заряда. Затем эта мощность передается на повышающий трансформатор и распределительную станцию ​​электростанции перед подачей в систему передачи.

Система комбинированного цикла природного газа

После того, как турбина сжигает природный газ, можно производить больше энергии за счет использования системы комбинированного цикла.Эта система забирает тепло выхлопных газов турбины (от 900 до 1150 ° F) и отправляет его в парогенератор-утилизатор (HRSG).
HRSG забирает отработанные горячие газы и использует их для преобразования воды в пар. Затем этот пар направляется в паровую турбину, которая, как и турбина внутреннего сгорания, подключена к генератору для выработки электроэнергии. Пар направляется в конденсатор, который охлаждает пар, превращая его обратно в воду, где он повторно используется в HRSG, и процесс вода / пар повторяется.

Производство электроэнергии: гидроэнергетика Вернуться к началу

В раннем возрасте нас учили, что вода и электричество несовместимы. Как бы то ни было, знаете ли вы, что вода используется для выработки электроэнергии? Звучит странно, но одним из старейших источников, используемых для производства энергии, который существует уже сотни лет, является гидроэнергетика — вода используется для питания машин или производства электроэнергии.

Соединенные Штаты являются четвертым по величине производителем гидроэлектроэнергии в мире после Китая, Канады и Бразилии.Гидроэнергетика — крупнейший возобновляемый источник энергии для производства электроэнергии в Соединенных Штатах. В 2013 году на гидроэнергетику приходилось примерно шесть процентов от общего объема производства электроэнергии в США и 52 процента от всех возобновляемых источников энергии. Общая мощность гидроэлектроэнергии в США составляет около 100000 мегаватт (МВт), обеспечивая электроэнергией более 28 миллионов американских домов. Кроме того, в США гидроэнергия производится в среднем по 7 центов за киловатт-час (кВт-ч) по сравнению с другими средними показателями возобновляемой энергии, такими как ветер — 18 центов за кВт-ч, солнечная энергия — 13 центов за кВт-ч и биомасса — 10 центов за кВт-ч. .

Гидроэнергетика стала широко использоваться в начале 1880-х годов, когда была разработана технология передачи электроэнергии на большие расстояния.

• Плотина — Большинство гидроэлектростанций опираются на плотину, которая задерживает воду, создавая большой резервуар.
• Впускное отверстие — Затворы на плотине открываются, и сила тяжести тянет воду через напорный шток, трубопровод, который ведет к турбине. Вода создает давление, когда течет по этой трубе.
• Турбина — Вода ударяется и вращает большие лопасти турбины, которая прикреплена к генератору над ней посредством вала.Современные гидротурбины могут преобразовывать до 90 процентов доступной энергии в электричество.
• Генераторы — Когда лопасти турбины вращаются, то же самое происходит с серией электромагнитов на вращающейся части генератора. Гигантские магниты вращаются мимо медных катушек, создавая электричество. После того, как генераторы вырабатывают электричество, оно передается на электрическую подстанцию, а затем передается в ваш дом.
• Отток — Использованная вода сбрасывается из турбины и иногда проходит по трубопроводам (отводам) и снова попадает в реку вниз по течению.

Вода в резервуаре считается запасенной энергией. Уровень резервуара над турбиной называется «напором» и определяет величину давления и объема, доступного для выработки электроэнергии. Чем больше напор, тем больше доступной энергии для производства электроэнергии. Когда ворота открыты, вода, протекающая через затвор, становится кинетической энергией, потому что находится в движении. Вращающаяся турбина, в свою очередь, приводит в движение генератор.

Энергетика: атомная промышленность Вернуться к началу

Пока Америка ищет решения в области экологически чистой энергии, существует одна форма эффективного производства чистой энергии, которую наша страна не исследовала последние 57 лет — ядерная.По сравнению с другими странами, использующими ядерную энергию с большей готовностью, в США в настоящее время имеется только 62 действующих в коммерческих целях атомных электростанций со 100 ядерными реакторами в 31 государстве. На каждой атомной электростанции обычно работает от 400 до 700 человек.

Несмотря на то, что ядерная энергия эффективна, требуется много шагов, чтобы превратить ее в пригодную для использования форму энергии для вашего дома. Ниже мы рассмотрим, что нужно для использования топлива, такого как уран, и его преобразования в энергию для вашего дома.

Горное дело

Производство ядерной энергии начинается в шахтах, где горняки ищут урановую руду, которая служит топливом для производства ядерной энергии.Для получения этого химического элемента уранодобывающие компании используют несколько методов: открытая (открытый), подземная добыча и добыча методом подземного выщелачивания. Подземная добыча урана требует тех же основных шагов, что и для любого другого типа добычи, например угля.

Фрезерный

После того, как урановая руда удалена из грунта d, она должна быть обработана «измельчением», которое включает в себя последовательность этапов физической и химической обработки. Конечный продукт помола образует желтый кек (названный из-за его порошкообразной текстуры и желтоватого цвета).

Преобразование и обогащение

Бочки с желтым кеком должны пройти еще один процесс, чтобы превратиться в топливо, которое можно использовать на электростанциях. Природный уран состоит из двух типов: U-235 и U-238. Только U-235 может использоваться для производства энергии, но он составляет менее 1 процента природного урана. Таким образом, для использования урана в качестве топлива на атомной электростанции диапазон U-235 должен быть доведен до газообразного состояния или «обогащен».

Чтобы понять, как работает обогащение, представьте молекулы газа в виде частиц песка, взвешенных в воздухе. Все молекулы одна за другой проходят через тысячи фильтров или сит. Поскольку более легкие частицы U-235 движутся быстрее, чем более тяжелые частицы U-238, большее их количество проникает через каждое сито. По мере прохождения большего количества сит концентрация U-235 увеличивается. Процесс продолжается до тех пор, пока концентрация U-235 не будет повышена или обогащена до 3-5 процентов.

Производство топлива

Однако, прежде чем его можно будет превратить в ядерное топливо, обогащенный фторид урана в газообразном состоянии превращается в диоксид урана — твердое вещество.Затем его прессуют в керамические шарики размером с кончик мизинца человека. Топливные таблетки вставляются и складываются встык в тонкие термостойкие металлические трубки или топливные стержни, размер которых может варьироваться от 12 до 17 футов в высоту. Топливные стержни объединяются в пучки твэлов, и в среднем в каждую активную зону реактора загружается 157 пучков твэлов (каждый весом примерно 1450 фунтов). По мере того, как U-235 истощается, процесс деления или расщепления атомов замедляется, поэтому требуется замена топливных пучков каждые 18-24 месяца.

Производство электроэнергии

Когда пучки твэлов помещаются в реактор, происходит процесс расщепления атомов урана, когда они бомбардируются свободными нейтронами — также известный как деление, — который создает энергию, которая выделяется в виде тепла. Однако управляющие стержни, изготовленные из химического элемента бора, помещаются в пучки твэлов, чтобы замедлить или полностью остановить деление атомов урана, давая электростанции возможность точно контролировать количество выделяемого тепла.

Тепло, выделяемое при делении, направляется в реактор с водой под давлением (PWR), где он нагревает воду до 500 ° F, но не дает ей закипеть, как в скороварке. Затем парогенераторы забирают речную воду и направляют ее в трубы, содержащие воду, нагретую PWR, для преобразования речной воды в пар. Затем пар направляется в турбины, чтобы начать процесс производства электроэнергии. Затем пар выпускается через градирни.

Выбытие

В год типичная атомная электростанция производит 20 метрических тонн отработанного ядерного топлива.Атомная промышленность производит в общей сложности около 2000 метрических тонн отработанного топлива в год. За последние четыре десятилетия вся отрасль произвела около 60 000 метрических тонн отработанного ядерного топлива. Если бы использованные топливные сборки были уложены встык и бок о бок, это покрыло бы футбольное поле глубиной около семи ярдов. Большинство атомных станций США хранят отходы либо в сухих хранилищах, либо в бассейнах для отработанного топлива. Поскольку вода является естественным радиационным барьером, отработавшее топливо загружается в герметичные стальные или железобетонные контейнеры, известные как контейнеры, а затем осторожно доставляется в облицованный сталью бетонный бассейн с водой для хранения.

Сухое хранение на месте осуществляется аналогичным образом: отработанное топливо помещается в бетонные и стальные контейнеры, которые устанавливаются на специальной площадке. Каждая бочка может весить 300 000 фунтов и достаточно прочна, чтобы выдержать удар быстро движущегося грузовика или даже поезда без каких-либо повреждений.

Другие страны, такие как Япония, Россия и страны Европы, перерабатывают отработавшее ядерное топливо путем отделения урана и плутония от отходов топливных стержней, а затем повторно обогащают восстановленный уран для повторного использования в качестве топлива.

Безопасность прежде всего

АЭС США хорошо спроектированы, обслуживаются обученным персоналом, защищены от нападения и подготовлены в случае возникновения чрезвычайной ситуации. В дополнение к резервным системам, которые контролируют и регулируют то, что происходит внутри реактора, атомные электростанции США также используют ряд физических барьеров для предотвращения утечки радиоактивного материала. Все, от топливных таблеток до топливных стержней, заключено в материалы, ограничивающие радиационное воздействие. Все эти предметы содержатся в массивной железобетонной конструкции, называемой защитной оболочкой, со стенами толщиной четыре фута.Отсутствие защитной конструкции — вот что привело к выходу из строя Чернобыльской АЭС в России, чего не может произойти в Соединенных Штатах, поскольку все станции должны иметь защитные конструкции и другие средства безопасности.

Для выработки электроэнергии, произведенной с помощью ядерной энергии, требуется много шагов. Однако ядерная энергия позволяет нам иметь чистый альтернативный источник энергии. Если принять во внимание процесс планирования, который включает в себя метеорологические, сейсмические исследования и исследования населения, то на строительство атомной станции, от планирования до эксплуатации, может уйти до 10-15 лет.Но при этом эффективный источник энергии может доставить электроэнергию в ваш дом.

Производство электроэнергии: возобновляемые источники энергии Вернуться к началу

Благодаря современным технологиям каждый день используются новые источники энергии. Возобновляемая энергия также называется «чистой» или «зеленой» энергией, потому что она практически не имеет выбросов и может быть восполнена за короткий период времени. Чаще всего используются четыре возобновляемых источника: ветер, солнечная фотоэлектрическая энергия, геотермальная энергия и биомасса. Гидроэнергетика также является возобновляемым ресурсом, о чем говорилось выше.

Развитие возобновляемых источников энергии для коммерческого использования в зоне обслуживания CAEC, в том числе ветровой, солнечной, геотермальной энергии и биомассы, считается экономически нецелесообразным по сравнению с более традиционными вариантами. Тем не менее, давайте посмотрим на процесс генерации этих природных топливных ресурсов.

Ветер

Ветряные машины (также называемые ветряными турбинами) используют лопасти для сбора кинетической энергии ветра. Когда дует ветер, он обтекает лопасти, создавая подъемную силу, как крылья самолета, заставляя их вращаться.Лопасти соединены с приводным валом, который вращает электрогенератор.

Стоимость коммерческих ветряных турбин варьируется от 1 до 2 миллионов долларов за мегаватт (МВт) установленной мощности. На разработку проектов может уйти более семи лет, из которых 2,5 года находятся на стадии планирования. Одна турбина мощностью 1 МВт, работающая с производительностью 45 процентов, будет вырабатывать около 3,9 миллиона киловатт (кВт) электроэнергии в год, удовлетворяя потребности примерно 500 домашних хозяйств в год. Однако средний оборот ветряной турбины составляет примерно 25 процентов.В США в ветроэнергетике занято около 85 000 человек.

Основная проблема использования ветра в качестве источника энергии заключается в том, что ветер непостоянен и не всегда дует, когда требуется электричество. Энергия ветра не может быть сохранена, и не все ветры можно использовать для удовлетворения потребностей в электроэнергии. Жизнеспособность ветряного проекта в нашем районе еще больше затрудняется из-за более высоких затрат на строительство морских установок и риска разрушения ветровой электростанции из-за ураганных ветров, которые иногда встречаются на наших южных побережьях.

Многие потенциальные ветряные электростанции, на которых ветровая энергия может производиться в больших масштабах, должны находиться в местах, удаленных от населенных пунктов, где необходима энергия. Это ставит ветроэнергетику в невыгодное положение с точки зрения затрат на новые подстанции и линии электропередачи.

Солнечная

Солнечная энергия преобразуется в электричество с помощью фотоэлектрических (PV) устройств или «солнечных батарей». Солнечная энергия (тепло) кипятит воду; пар приводит в движение турбину; турбина вращает обычный генератор, который затем вырабатывает электроэнергию.Строительство солнечной электростанции мощностью 10 гигаватт (ГВт) обойдется примерно в 100 миллиардов долларов, а для электростанции мощностью 500 мегаватт (МВт), которая может обеспечить электроэнергией 100000 домашних хозяйств, потребуется 4000 акров, тогда как для установки на природном газе мощностью 500 МВт потребуется 40 акров и угольная фабрика 300 соток. В нашем районе солнечная энергия будет обеспечивать около 15 процентов необходимой энергии за 24 часа, а в оставшееся время потребуется еще один источник топлива.

Геотермальная

Электростанции производят геотермальную энергию, используя сухой пар земли или горячую воду, получаемую при рытье колодцев.Либо сухой пар, либо горячая вода выводится на поверхность по трубам и перерабатывается в электроэнергию на электростанции. Поскольку геотермальные электростанции используют меньшие участки земли, стоимость земли обычно ниже, чем у других электростанций.

Geothermal — это ресурс базовой нагрузки, доступный 24 часа в сутки, каждый день в году. Он не зависит от погодных условий и не требует затрат на топливо. Однако бурение геотермальных резервуаров и их поиск может быть дорогостоящей задачей. Первоначальная стоимость месторождения и электростанции составляет около 2500 долларов за установленный кВт в США.S., и даже от 3000 до 5000 долларов за небольшую электростанцию ​​мощностью менее 1 МВт. Бурение каждой наблюдательной скважины может сильно различаться в зависимости от геологических и других условий. Геотермальная энергия очень специфична для конкретной местности, и наряду с теплом, исходящим от земли, в процессе также могут рассеиваться токсичные химические вещества.

Соединенные Штаты вырабатывают в среднем 15 миллиардов киловатт-часов (кВтч) геотермальной энергии в год, а электростанции сосредоточены в основном в западной части страны.

Биомасса

Энергия биомассы включает свалочный метан, древесные отходы, побочные продукты сельского хозяйства и этанол. Сегодня большая часть электроэнергии из биомассы вырабатывается с использованием парового цикла. В этом процессе биомасса сжигается в котле для получения пара. Затем пар вращает турбину, которая подключена к генератору, вырабатывающему электричество.

Из этих ресурсов метановый газ со свалок имеет самый высокий потенциал для производства электроэнергии из возобновляемых источников на юго-востоке страны.Для высвобождения метана из разлагающихся отходов собирают газ с помощью ряда скважин, стратегически расположенных по всей территории полигона. Скважины соединены серией труб, ведущих к более крупным трубам, по которым газ доставляется на завод, вырабатывающий электричество из возобновляемых видов топлива. Вся система трубопроводов находится под вакуумом, создаваемым воздуходувками на объекте, в результате чего свалочный газ выходит из скважин. Как только нагнетатели подают газ на завод, двигатели внутреннего сгорания используют газ в качестве топлива и вращают генераторы для производства электроэнергии.

Преобразование свалочного газа (свалочный газ) в электричество снижает выбросы метана, парникового газа в 23 раза более сильного, чем углекислый газ. По состоянию на июль этого года в США действовало около 636 энергетических проектов с использованием свалочного газа (80 из них — с электрическими кооперативами), в результате чего в 2013 году было произведено почти 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. В Алабаме есть пять действующих проектов: Болдуин, Джексон, Монтгомери, Морган и Сент-Клер.

CAEC в настоящее время предлагает своим членам возможность использовать эту возобновляемую альтернативу с программой Green Power Choice, партнерством между PowerSouth (наш кооператив по производству и передаче электроэнергии) и Waste Management.В рамках этого проекта электричество вырабатывается из метана, производимого на региональной полигоне Спрингхилл в Кэмпбеллтоне, штат Флорида. Покупка двух блоков зеленой энергии в месяц в течение года приравнивается к переработке 480 фунтов алюминия (15 322 банки) или переработке 1766 фунтов алюминия. газета. Блоки состоят из 100 киловатт-часов (кВтч) электроэнергии и могут быть включены в счет за электроэнергию по цене 2 доллара за блок.

Новое энергетическое будущее будет опираться на несколько источников энергии. И хотя возобновляемые источники энергии будут играть ключевую роль в нашем энергетическом будущем, они не могут удовлетворить растущий спрос на электроэнергию в одиночку.Безопасное и надежное энергетическое будущее должно включать сочетание передовых экологически чистых источников угля, ядерной энергии, природного газа и возобновляемых источников энергии.

A Термоэлектрическая электростанция, работающая на угле

• Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы водопользования •

Электростанция Джорджии Пауэр Шерер — одно из крупнейших угольных предприятий по производству термоэлектрической энергии в Соединенных Штатах. Это угольный объект мощностью 3 520 000 киловатт, который обеспечивает электричеством Грузию.Как показано на этой диаграмме, установка работает по тем же принципам, что и другие электростанции, работающие на ископаемом топливе — она ​​сжигает уголь для производства тепла, которое превращает воду в пар, который затем превращает турбины в генератор.

Такая большая термоэлектрическая станция сжигает много угля — в данном случае около 11 миллионов тонн в год. Уголь, измельченный в мелкодисперсный порошок с помощью пульверизатора, выдувается в печное устройство, называемое котлом, и сжигается. Вырабатываемое тепло преобразует воду, которая проходит через ряд труб в котле, в пар.Пар высокого давления вращает лопатки турбины, соединенной валом с генератором. Генератор вращается и производит электричество.

На схеме вы можете увидеть, как в основном вода используется для охлаждения конденсаторных агрегатов, которые получают конденсированный пар, который использовался для вращения турбин. Горячий конденсированный водяной пар проходит по трубам, которые охлаждаются более холодной водой (в данном случае забираемой из водохранилища реки Окмалджи и озера Джульетта). Таким образом, конденсированная вода охлаждается, а затем рециркулируется обратно через угольный котел, чтобы снова превратиться в пар и привести в действие турбины.Это часть системы с замкнутым циклом, которая постоянно повторно использует воду.

В другой части цикла водопользования станции, в замкнутом цикле, большие объемы воды забираются из реки и водохранилища и перекачиваются в конденсаторы. Эта более холодная вода окружает трубы, содержащие горячий конденсированный пар, и поэтому сильно нагревается. Горячая вода перекачивается из конденсаторных агрегатов в четыре градирни высотой 530 футов, поэтому она может терять тепло. Каждая градирня на заводе Scherer обеспечивает циркуляцию 268 000 галлонов воды в минуту.Большая часть этой воды используется повторно после охлаждения, но около 8000 галлонов в минуту теряется на испарение (таким образом, вы видите, как пар выходит из верхних частей градирен).

Источник: раздаточный материал Plant Robert W. Scherer, Georgia Power

Распределенное производство электроэнергии и его воздействие на окружающую среду

Посмотреть интерактивную версию этой схемы >>

О распределенной генерации

Распределенная генерация относится к различным технологиям, которые генерируют электричество там, где она будет использоваться или поблизости от нее, например, солнечные панели и комбинированное производство тепла и электроэнергии.Распределенная генерация может обслуживать одну структуру, такую ​​как дом или бизнес, или она может быть частью микросети (меньшая сеть, которая также связана с более крупной системой доставки электроэнергии), например, на крупном промышленном объекте, военной базе. , или большой кампус колледжа. При подключении к низковольтным линиям распределения электроэнергии распределенная генерация может помочь обеспечить доставку чистой и надежной энергии дополнительным потребителям и снизить потери электроэнергии на линиях передачи и распределения.

В жилом секторе распространенные системы распределенной генерации включают:

• Солнечные фотоэлектрические панели
• Малые ветряные турбины
• Топливные элементы, работающие на природном газе
• Аварийные резервные генераторы, обычно работающие на бензине или дизельном топливе

В коммерческом и промышленном секторах распределенная генерация может включать такие ресурсы, как:

• Комбинированные теплоэнергетические системы
• Солнечные фотоэлектрические панели
• Ветер
• Гидроэнергетика
• Сжигание или совместное сжигание биомассы
• Сжигание твердых бытовых отходов
• Топливные элементы, работающие на природном газе или биомассе
• Поршневые двигатели внутреннего сгорания, включая резервные генераторы, которые могут работать на масле

Распределенная генерация в США

Использование блоков распределенной генерации в США увеличилось по ряду причин, в том числе:

• Возобновляемые технологии, такие как солнечные панели, стали экономически эффективными для многих домовладельцев и предприятий.
• Несколько штатов и местные органы власти продвигают политику поощрения более широкого внедрения технологий возобновляемых источников энергии из-за их преимуществ, включая энергетическую безопасность, отказоустойчивость и сокращение выбросов.
• Системы распределенной генерации, в частности, комбинированные генераторы тепла и электроэнергии и аварийные генераторы, используются для обеспечения электроэнергией во время отключений электроэнергии, в том числе тех, которые возникают после сильных штормов и в дни высокой потребности в энергии.
• Сетевые операторы могут рассчитывать на то, что некоторые предприятия будут использовать свои локальные аварийные генераторы для обеспечения надежного электроснабжения всех потребителей в часы пиковых нагрузок.

Системы распределенной генерации подчиняются иному сочетанию местных, государственных и федеральных политик, правил и рынков по сравнению с централизованной генерацией. Поскольку политика и стимулы сильно различаются от одного места к другому, финансовая привлекательность проекта распределенной генерации также варьируется.

По мере того, как электроэнергетические компании интегрируют информационные и коммуникационные технологии для модернизации систем доставки электроэнергии, могут появиться возможности для надежного и экономичного увеличения использования распределенной генерации.

Воздействие распределенной генерации на окружающую среду

Распределенная генерация может принести пользу окружающей среде, если ее использование снижает количество электроэнергии, которая должна быть произведена на централизованных электростанциях, что, в свою очередь, может снизить воздействие на окружающую среду централизованной генерации. В частности:

• Существующие рентабельные технологии распределенной генерации могут использоваться для выработки электроэнергии в домах и на предприятиях с использованием возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер.
• Распределенная генерация может использовать энергию, которая в противном случае могла бы быть потрачена впустую, например, через систему комбинированного производства тепла и электроэнергии.
• Используя местные источники энергии, распределенная генерация снижает или устраняет «потери в линии» (потери энергии), которые происходят во время передачи и распределения в системе поставки электроэнергии.

Однако распределенная генерация также может привести к негативному воздействию на окружающую среду:

• Системы распределенной генерации требуют «следа» (они занимают место), и поскольку они расположены ближе к конечному пользователю, некоторые системы распределенной генерации могут быть неприятны для глаз или вызывать проблемы с землепользованием.
• Технологии распределенной генерации, которые включают сжигание, в частности сжигание ископаемого топлива, могут вызывать многие из тех же типов воздействий, что и более крупные электростанции, работающие на ископаемом топливе, например, загрязнение воздуха. Эти воздействия могут быть меньше по масштабу, чем воздействия от большой электростанции, но также могут быть ближе к населенным пунктам.
• Для некоторых технологий распределенной генерации, таких как сжигание отходов, сжигание биомассы и комбинированное производство тепла и электроэнергии, может потребоваться вода для производства пара или охлаждения.
• Системы распределенной генерации, использующие сжигание, могут быть менее эффективными, чем централизованные электростанции из-за эффективности масштаба.

Технологии распределенной энергии могут вызвать некоторые негативные экологические проблемы в конце своего срока полезного использования при замене или удалении.

Самые горячие удобства от разработчиков? Электростанция из батарей.

Soleil Lofts, жилой комплекс в пригороде Солт-Лейк-Сити, предлагает множество удобств — бассейны, три спа, баскетбольную площадку, электроприборы, парк для собак — для привлечения потенциальных жителей.

Но отличительной чертой сделки для Майка Канненберга, торгового представителя местной технической фирмы, было изящное бесшумное устройство: аккумуляторная батарея.

Дом г-на Канненберга, как и каждая квартира в 600-квартирном комплексе стоимостью 156 миллионов долларов, включает новую батарею ecoLinx производства немецкой компании Sonnen. Эти элементы, которые заряжаются от солнечных панелей на крыше, размером примерно с водонагреватель, вместе образуют так называемую виртуальную электростанцию. В системе предусмотрено не только 12.6 мегаватт резервной мощности для здания, а также более эффективное использование возобновляемой энергии, вырабатываемой на месте.

«Если я смогу внести небольшой вклад в улучшение мира и сделать Юту более чистым местом, я буду счастлив сделать это», — сказал г-н Канненберг, 38 лет.

Достижения в области аккумуляторов и солнечной технологии в сочетании с желанием коммунальных предприятий расширять использование возобновляемых источников энергии означают, что виртуальные электростанции быстро становятся ценными инструментами для коммерческой и жилой недвижимости. Потребность в более отказоустойчивых энергосистемах, недавно обозначенная отказом в электросети Техаса и веерными отключениями электроэнергии, введенными в Калифорнии для снижения рисков лесных пожаров, также сделала такую ​​технологию более желательной.

Батареи имеют коммерческое применение во всех типах зданий, в том числе во многих университетах и ​​корпоративных кампусах, сказал CR Herro, вице-президент по инновациям национального жилищно-строительного предприятия Meritage Homes.

«В 80-х люди устанавливали солнечную батарею, потому что заботились о том, чтобы поступать правильно», — сказал он. «Сейчас солнечные и аккумуляторные системы, подобные той, что есть в Soleil, похожи на установку A.T.M. на вашей кухне, которая выплевывает 20 долларов каждый месяц ».

По мере того, как все больше водителей переходят на электромобили, владельцы собственности могут все больше видеть ценность в производстве и хранении энергии, особенно на объектах, где десятки автомобилей могут нуждаться в одновременной зарядке.

Многие компании, особенно в энергетической отрасли, видят потенциал в виртуальных электростанциях. OhmConnect, калифорнийский стартап, планирует построить крупную систему с финансированием в размере 100 миллионов долларов от Sidewalk Infrastructure Partners (в котором Alphabet, материнская компания Google, в качестве основного партнера), и Swell Energy в Лос-Анджелесе собрали 450 миллионов долларов для домашних виртуальных сетей. электростанции в помощь сети.

В Юте компания Soleil Lofts подписала первую в своем роде сделку с Rocky Mountain Power, которая может использовать батареи в качестве источника энергии.По словам компании Wasatch Group, девелопера из штата Юта, которая построила и управляет квартирами, такая договоренность помогает коммунальному предприятию экономить затраты на генерацию, а застройщику — деньги.

Руководители Wasatch рассматривают виртуальную электростанцию ​​как доказательство того, что батареи — это разумное вложение для владельцев зданий.

«V.P.P. обеспечивает поток доходов и делает эту недвижимость более привлекательной для сдачи в аренду », — сказал Райан Петерсон, президент Wasatch Guaranty Capital, подразделения компании по недвижимости и инвестициям.«Одна из причин, по которой мы рассматриваем возобновляемые источники энергии и солнечную энергию, заключается в том, что они сокращают операционные расходы и увеличивают денежный поток, что очень важно для владельцев недвижимости».

Проект Soleil находится на пересечении нескольких тенденций: переход к более чистой возобновляемой энергии; быстро падающая стоимость батарей и накопителей энергии, которая упала почти на 80 процентов за последнее десятилетие, по данным Boston Consulting Group; и стремление разработчиков уменьшить свое воздействие на окружающую среду.

Ежедневный бизнес-брифинг

Обновлено

30 июля 2021 г., 15:04 ET

Аккумуляторная батарея в США значительно выросла в прошлом году, добавив 476 мегаватт в третьем квартале, что на 240 процентов больше, чем в предыдущем квартале, согласно данным U.S. Energy Storage Monitor.

Но это далеко не то, что необходимо для поддержки полностью возобновляемой энергосистемы. В отчете Калифорнийского университета в Беркли, посвященном переходу на возобновляемые источники энергии, говорится, что Соединенным Штатам потребуется 150 гигаватт накопителей, чтобы к 2035 году обеспечить 90-процентную чистую энергосистему.

«Мы находимся на поворотном этапе», — сказал Марк Дайсон, эксперт по чистой энергии в RMI, организации из Колорадо, занимающейся вопросами устойчивого развития. «Поскольку цены так сильно снизились, особенно на батареи, я ожидаю, что все большая часть новых домов будет включать эти технологии. Виртуальные электростанции — это самое дешевое и самое ценное, что нужно построить для энергосистемы США ».

Потребление электроэнергии в зданиях растет и ослабевает в течение дня. Возобновляемые источники энергии и аккумуляторы могут сгладить этот цикл, сохраняя энергию при низком потреблении и затем задействуя ее в периоды высокого спроса, снижая затраты на электроэнергию.

«Огромную ценность имеют здания, которые являются энергоэффективными, производят возобновляемую энергию и сохраняют энергию для разряда в нужное время», — сказал г-н Херро.

Meritage имеет семь демонстрационных проектов по всей стране, в том числе в Аризоне, Калифорнии, Северной Каролине и Техасе, стремясь понять, как здания могут лучше оптимизировать энергосистему и снизить затраты на электроэнергию. Г-н Херро сказал, что, по его мнению, больше коммунальных предприятий скоро перейдут на такие расценки на «смещение нагрузки».

Для Wasatch Soleil Lofts предлагает как финансовые, так и маркетинговые преимущества. Потенциальные арендаторы, заинтересованные в экологичности комплекса, с большей вероятностью будут сдавать в аренду, и вся структура со временем будет иметь более низкие затраты на электроэнергию. По словам г-на Петерсона, аккумуляторная система хранения компенсировала затраты на электроэнергию в помещениях общего пользования.

Компания Wasatch начала изучать возобновляемые источники энергии много лет назад как средство сокращения расходов по всему своему портфелю, который включает примерно 20 000 квартир на Юго-Западе, а также офисные помещения, отели и некоторые промышленные холдинги.Экономия от солнечных батарей не совсем увеличилась, поэтому четыре года назад компания начала изучать сочетание батарей и солнечной энергии. Рассматривая Soleil как тестовый проект, Wasatch начал сотрудничать с Rocky Mountain Power и Sonnen, решая технические задачи по установке виртуальной электростанции.

С момента частичного открытия Soleil прошлой осенью проект по хранению аккумуляторов оправдал все ожидания, сказал г-н Петерсон. Аккумуляторная система стоимостью 34 миллиона долларов и примерно 3 доллара.3 миллиона грантов от Rocky Mountain Power продает энергию обратно коммунальному предприятию, чтобы покрыть периоды пикового энергопотребления. По словам Петерсона, жители экономят от 30% до 40% на счетах за электроэнергию.

Такие проекты, как Soleil, предлагают источник возобновляемой энергии в реальном времени, сказал Уильям Комо, вице-президент по обслуживанию клиентов и инновациям компании PacifiCorp, владеющей Rocky Mountain Power. Для достижения цели в области возобновляемых источников энергии — 60 процентов от общего объема электроэнергии, вырабатываемой к 2030 году, — Rocky Mountain Power необходимо вложить значительные средства в хранилища, а также в более мелкие распределительные площадки, такие как Soleil.По его словам, падение цен на аккумуляторы создаст больше возможностей для расширения.

Другие разработчики сотрудничали с коммунальными предприятиями в проектах по хранению аккумуляторов. Родственные компании установили батарею на 4,8 мегаватта в Gateway Center в Бруклине, превратив то, что могло быть непригодным для использования, в хранилище, управляемое Enel X, энергетической компанией.

Ни одна из компаний не станет обсуждать условия аренды, но Люк Фальк, вице-президент по связям с общественностью, сказал, что такая система хранения аккумуляторов может помочь таким компаниям, как Related, зарабатывать деньги и достигать целей устойчивого развития.

Новаторские усилия Soleil показали, что такие проекты могут работать, но их нелегко повторить. По словам г-на Комо, это техническая проблема, и для успеха часто требуются владельцы, такие как Wasatch, которые обладают опытом и ролью разработчика. По его прогнозам, поскольку другие коммунальные предприятия стремятся увеличить производство возобновляемых источников энергии, будут созданы новые партнерские отношения.