المصدر: Energy.gov
ببساطة ، نحن بحاجة إلى شبكة طاقة موثوقة وآمنة. طريقتان لضمان الكهرباء المستمرة بغض النظر عن الطقس أو الحدث غير المتوقع هما باستخدام موارد الطاقة الموزعة (DER) و microgrids. DER إنتاج وتزويد الكهرباء على نطاق صغير وتنتشر على مساحة واسعة. الألواح الشمسية على السطح ، وبطاريات النسخ الاحتياطية ، ومولدات الديزل في حالات الطوارئ هي أمثلة على der. بينما ترتبط المولدات التقليدية بشبكة نقل الجهد العالي ، يتم توصيل DER بشبكة توزيع الجهد المنخفض ، مثل المساكن والشركات.
microgrids هي شبكات كهربائية محلية يمكنها الانفصال عن الشبكة الرئيسية للعمل بشكل مستقل. نظرًا لأنهم يمكنهم العمل أثناء انخفاض الشبكة الرئيسية ، يمكن أن تعزز microgrids مرونة الشبكة ، والمساعدة في تخفيف اضطرابات الشبكة ، وتعمل كمورد للشبكة للاستجابة والاسترداد بشكل أسرع.
موارد الطاقة الموزعة
يمكن بناء Der Solar على مقاييس مختلفة-يمكن أن توفر لوحة شمسية صغيرة واحدة الطاقة. في الواقع ، يتم إنتاج حوالي ثلث الطاقة الشمسية في الولايات المتحدة بواسطة الطاقة الشمسية الصغيرة ، مثل المنشآت على السطح. تسمى المنشآت الشمسية المنزلية الشمسية من وراء الطراز. يقيس العداد مقدار الكهرباء التي يشتريها المستهلك من الأداة المساعدة. نظرًا لأن الطاقة الشمسية الموزعة "خلف" العداد ، فإن العملاء لا يدفعون الأداة المساعدة للطاقة الشمسية الناتجة.
تختلف تكلفة امتلاك DER من ولاية إلى أخرى وبين شركات المرافق. تتم تحديد إحدى الطرق التي يتم بها تحديد الفاتورة الكهربائية من خلال Net Metering ، حيث تحسب المرافق إجمالي الطاقة الناتجة عن النظام الشمسي للعميل وطرحه من إجمالي الطاقة التي يستهلكها العميل. يرجع الفضل في العملاء إلى مقدار الطاقة التي يوفرونها للشبكة.
يمكن أن يغير DER بشكل أساسي الطريقة التي تعمل بها الشبكة الكهربائية. مع DER ، يتم إنشاء الطاقة مباشرة حيث يتم استخدامها ويمكن توصيلها مع DER آخر لتحسين استخدامه. الأسر وغيرها من مستهلكي الكهرباء هي أيضًا منتجين بدوام جزئي ، حيث يبيعون الجيل الزائد إلى الشبكة وبعضهم البعض. يمكن أيضًا توزيع تخزين الطاقة ، مثل البطاريات ، ، مما يساعد على ضمان الطاقة عندما لا يولد الطاقة الشمسية أو DER الأخرى الطاقة. يمكن للسيارات الكهربائية حتى تخزين الطاقة الزائدة في بطاريات السيارات الخاملة. يمكن أن تتضمن DER أيضًا أحمالًا يمكن التحكم فيها ، مثل سخانات المياه أو وحدات تكييف الهواء التي يمكن أن تستخدمها الأداة لتحويل استهلاك الطاقة بعيدًا عن ساعات الذروة. بينما تم تصميم الشبكة لتوليد الطاقة في مرافق كبيرة ونقلها عبر شبكة الإرسال إلى شبكة التوزيع للاستهلاك ، تمكين DER من التوليد المحلي واستهلاك الكهرباء.
الجزر والميكرودات
تعتبر شبكات التوزيع معرضة لانقطاع التي يمكن أن تؤثر على المناطق الكبيرة والملايين من الأشخاص والشركات ، وخاصة كنتيجة للأحداث الجوية المدمرة المدمرة. عندما يتم تجهيز أجزاء من الشبكة بـ DER ، يمكنها الاستمرار في تقديم الأحمال الأخرى على شبكة التوزيع نفسها ، وتلبية الاحتياجات المحلية مع الجيل المحلي. وهذا ما يسمى Islanding. غالبًا ما تسمى الأنظمة الكهربائية التي يمكن أن تنفصل عن الشبكة الأكبر ، التي تشارك في الجزيرة المتعمدة ، microgrids.
يختلف الحجم من الحجم الدقيق من microgrid أحادي الأرجل إلى microgrid الكامل ، والتي قد تشمل مئات المولدات الفردية والمستهلكين من الطاقة. ليست الأنظمة الكهربائية الصغيرة خارج الشبكة اختراعًا حديثًا. اعتمدت السفن والقواعد العسكرية والبؤر الاستيطانية عن بُعد والمجتمعات في جميع أنحاء العالم منذ فترة طويلة على الجيل المحلي وإدارة الكهرباء لتلبية احتياجاتهم من الطاقة. DER تجعل microgrids خيارًا أكثر انتشارًا ، لأن وسائل إنتاج الطاقة يتم الآن الحصول عليها بسهولة أكبر ووضعها في الأحياء. قد توفر microgrids على نطاق المجتمع المرونة والنسخ الاحتياطي أثناء وبعد كوارث مثل الأعاصير.
تتقدم التكنولوجيا لإدارة المخاطر التي تسببها Islanding مع برامج تحكم أفضل وتوفير خدمات الشبكة. بدون الشبكة الأكبر للمساعدة في تثبيت إمدادات الطاقة ، قد تتسبب شبكة جزيرة في الجزور في إتلاف المعدات المتصلة أو العمال الذين يعتقدون أنها منفصلة عن الطاقة. لهذا السبب ، تتم برمجة العديد من أنظمة الطاقة الشمسية للكشف عن الجزيرة والانفصال عن الشبكة في حالة حدوثها. إلى جانب microgrids ، يدرس بعض الباحثين أنظمة الكهرباء النانوية النانوية على نطاق مبنى واحد.
بداية سوداء
هناك طريقة أخرى يمكن أن تساهم Der و Microgrids في استقرار الشبكة من خلال مساعدة من عمليات "البدء الأسود" ، والتي تعمل على تشغيل الطاقة بعد انخفاضها. خلال الفشل الكهربائي على نطاق واسع ، يمكن وضع المولدات الكهربائية في وضع عدم الاتصال. للعودة عبر الإنترنت ، تتطلب العديد من المولدات الكهربائية أن تبدأ بطارية خارجية ، تمامًا مثلما يفعل محرك السيارة. لتحقيق ذلك ، تخلق المرافق خطط البداية السوداء ، والتي تبدأ فيها المولدات الصغيرة من طرازات أكبر لإحضار جيل عبر الإنترنت بثبات. خلال هذه العملية ، يجب أن تكون ترميم الخدمة جيدًا ، لضمان مطابقة التوليد والتحميل بشكل مستمر. يمكن أن تصبح DER موردًا قيماً للبدء الأسود من خلال السماح للمجتمعات ذات الصغرى ببدء تشغيل عمليات بدء التشغيل من تلقاء نفسها وتوفير القدرة المطلوبة لبدء المولدات الكبيرة.
