Бесшовная интеграция возобновляемой энергии в электрическую сеть

Интеграция возобновляемой энергии с сетевой системой

Возобновляемые источники энергии — это виды энергии, которые существуют бесконечно и полностью не исчерпываются. К ним относятся: ветер, биомасса, пропан, уран, вода, солнце — источники, которые природно доступны, не иссякают и не были сформированы искусственно.

Примечание: в оригинале ошибочно указан уголь (coal) как возобновляемый источник. Уголь — ископаемое топливо, невосстановимый ресурс. Исключено из списка.

Давно в истории появилась идея выработки электроэнергии из этих источников, и со временем производство было налажено. По данным за 2009 год доля такого производства составляла 19% от общего объёма, а по последним данным за 2013 год в США — около 49%. В европейских странах эти ресурсы поощряются для интеграции в традиционные распределительные системы.

Суть в том, что эти источники могут разделять реальную электрическую нагрузку и способны интегрироваться в малые энергосистемы даже без подключения к сети.

Также читайте:

Что такое Smart Grid (умная сеть)? Приложения Smart Grid

Речь о сетевых системах, которые позволяют распределять энергию везде — от бытовых нужд до коммерческих любого масштаба.

Эти ресурсы — лучшее альтернативное решение для покрытия всех потребностей в электрической нагрузке. Почти каждая часть мира обладает практически всеми видами возобновляемой энергии, поэтому объединение их выработки с основной распределительной сетью — наиболее вероятное решение.

Эти источники могут брать на себя до 70% нагрузки, пока течёт вода, дует ветер и светит солнце. В сценарии временной недоступности возобновляемых источников сеть способна принять нагрузку на себя мгновенно.

Встаёт вопрос: как интегрировать эти источники в наши сети. Первое главное требование — балансировка всей системы, которая полностью зависит от наших потребностей. Около половины стоимости всей развёрнутой системы будет потрачена на эту систему балансировки в зависимости от нагрузки и требований приложения. Но нормально требуемое оборудование следующее:

Инструментальные части / Требования для подключения сетей / Место для размещения, сообщество и другие специфические требования

Балансировка всей сетевой системы требует

1. Приборов для обусловливания мощности (Power Conditioning)
2. Соответствия требованиям безопасности
3. Умных счётчиков для эффективной работы

После решения о подключении этих источников к традиционной сети, простейшая форма — прямое подключение выработанного тока к нагрузке. Но если требуется накопитель, ситуация меняется.

Для накопления нужны батареи вместе с контроллером заряда. Стандартная схема накопления выглядит так…Батареи используются как резерв и эффективное средство хранения при подключении к ветро- или фотоэлектрическим установкам. Свинцово-кислотные батареи глубокого разряда служат около 9–10 лет при должном обслуживании.

Регулировка тока к батарее полностью контролируется контроллером заряда. Контроллер держит батарею заряженной, предотвращает перезаряд, отслеживает избыточный ток со стороны нагрузки и предотвращает перезарядку развёртыванием шунта.

Затем обусловливание мощности — самый важный этап. Энергия от этих источников в основном в виде постоянного тока, поэтому преобразование DC в AC обязательно для передачи и распределения переменного тока в системе.

1. Согласование частоты
2. Согласование напряжения
3. Согласование фазы
4. Согласование постоянной мощности с осциллирующей

Для обусловливания мощности используются инверторы. Их стоимость зависит от:

1. Зоны и уровня применения
2. Качества электричества
3. Напряжения входного тока
4. Требуемого переменного напряжения
5. Требований к мощности
6. Дополнительных функций инвертора (счётчики, индикаторы)

Оборудование безопасности

Безопасность — самый важный фактор при работе с электричеством. Системы безопасности защищают всю систему от повреждений из-за молний, скачков напряжения, утечек или неисправных токов.

Это шаги, которые ведут к интеграции возобновляемых источников с умными сетями. При внедрении таких систем большая часть нагрузки может быть покрыта, и наши потребности удовлетворены.

Также читайте:

• Руководство по установке солнечных панелей
• Типы солнечных панелей
• Схемы подключения солнечных панелей
• Расчёт времени и тока зарядки батареи для солнечных панелей