Zdroj: Energy.gov
Jednoduše řečeno, potřebujeme spolehlivou a zabezpečenou energetickou síť. Dva způsoby, jak zajistit nepřetržitou elektřinu bez ohledu na počasí nebo nepředvídanou událost, jsou použití distribuovaných energetických zdrojů (DER) a mikrogridů. DER produkují a dodávají elektřinu v malém měřítku a jsou rozprostřeny po široké oblasti. Příklady DER jsou střešní solární panely, záložní baterie a generátory nouzových dieselů. Zatímco tradiční generátory jsou připojeny k vysokopěťové přenosové mřížce, DER jsou připojeny k distribuční mřížce s nižším napětím, jako jsou rezidence a podniky.
Mikrogridy jsou lokalizované elektrické mřížky, které se mohou odpojit od hlavní mřížky, aby fungovaly autonomně. Protože mohou pracovat, když je hlavní mřížka dole, mohou mikrogridy posílit odolnost mřížky, pomáhat zmírnit poruchy mřížky a fungovat jako zdroj mřížky pro rychlejší odezvu a zotavení systému.
Distribuované energetické zdroje
Solar Der lze postavit v různých měřítcích-dokonce i jeden malý solární panel může poskytnout energii. Ve skutečnosti je asi jedna třetina sluneční energie ve Spojených státech vyráběna solárním měřítkem, jako jsou střešní instalace. Solární instalace domácnosti se nazývají solární solární energie; Měřič měří, kolik elektřiny spotřebitel nakupuje z nástroje. Vzhledem k tomu, že distribuovaná solární energie je „za“ měřičem, zákazníci neplatí nástroj za generovanou solární energii.
Náklady na vlastnictví DER se liší od státu ke státu a mezi obslužnými společnostmi. Jedním ze způsobů, jak se stanoví účet za elektřinu, je prostřednictvím měření sítě, kde nástroje vypočítají celkovou energii generovanou sluneční soustavou zákazníka a odečte ji od celkové síly, kterou zákazník spotřebuje. Zákazníci jsou připisováni za množství energie, kterou dodávají do sítě.
Der by mohl zásadně změnit způsob, jakým funguje elektrická mřížka. S DER se vygeneruje napájení přesně tam, kde se používá a může být spojena s jiným DER, aby se optimalizovala jeho použití. Domácnosti a další spotřebitelé elektřiny jsou také výrobci na částečný úvazek a prodávají nadměrnou generaci do sítě a navzájem. Skladování energie, jako jsou baterie, lze také distribuovat, což pomáhá zajistit napájení, když solární nebo jiný DER negeneruje energii. Elektrické vozy mohou dokonce ukládat přebytečnou energii do baterií volnoběžných vozů. DER může také zahrnovat kontrolovatelné zatížení, jako jsou ohřívače vody nebo klimatizační jednotky, které může nástroj použít k posunu spotřeby energie od vrcholů. Zatímco mřížka byla navržena tak, aby generovala energii ve velkých zařízeních a přemístila ji přes přenosovou mřížku do distribuční mřížky pro spotřebu, umožňuje místní generování a spotřebu elektřiny.
Ostrovy a mikrogridy
Distribuční mřížky jsou náchylné k výpadkům, které mohou ovlivnit velké regiony a miliony lidí a podniků, zejména v důsledku extrémních destruktivních povětrnostních událostí. Pokud jsou části mřížky vybaveny DER, mohou pokračovat v obsluhování jiných zatížení ve stejné distribuční síti a uspokojit místní potřeby s místní generací. Tomu se říká ostrov. Elektrické systémy, které se mohou odpojit od větší mřížky, se zapojují do úmyslného ostrova, se často nazývají mikrogridy.
Mikrogridy se liší velikostí od mikrogridu s jedním zákazníkem po mikrogrid s plnou substabou, která může zahrnovat stovky jednotlivých generátorů a spotřebitelů energie. Malé elektrické systémy mimo síť nejsou nedávným vynálezem. Lodě, vojenské základny, vzdálené základny a komunity po celém světě se dlouho spoléhaly na místní generaci a řízení elektřiny, aby vyhovovaly jejich energetickým potřebám. Der dělá mikrogridy rozšířenější možností, protože prostředky výroby energie jsou nyní snadněji získány a umístěny v sousedství. Mikrogridy v komunitě mohou poskytnout odolnost a zálohování během katastrof a po sobě, jako jsou hurikány.
Technologie postupuje tak, aby řídila rizika způsobená ostrovem s lepším kontrolním softwarem a poskytovala služby mřížky. Bez větší mřížky, která pomáhá stabilizovat napájení, by mohla ostrovaná mřížka poškodit připojené zařízení nebo zranit pracovníky, kteří si myslí, že je odpojen od energie. Z tohoto důvodu je mnoho solárních systémů naprogramováno tak, aby detekovaly ostrování a odpojení od mřížky, pokud k němu dojde. Kromě mikrogridů někteří vědci studují elektrické systémy nanogridy na stupnici jedné budovy.
Černý start
Dalším způsobem, jak DER a mikrogridy mohou přispět ke stabilitě mřížky, je napomáhání procesů „černého startu“, které se zapnou po jeho klesnutí. Během rozsáhlého elektrického selhání lze elektrické generátory odevzdat offline. Aby se vrátila online, mnoho elektrických generátorů vyžaduje, aby začala externí baterie, stejně jako motor automobilu. Abychom toho dosáhli, nástroje vytvářejí plány černého startu, ve kterých malé generátory začínají větší, aby neustále přinášely generaci online. Během tohoto procesu musí být obnova služeb dobře načasována, aby se zajistilo, že generování a zatížení jsou nepřetržitě sladěny. Der by se mohl stát cenným zdrojem černého startu tím, že umožní komunitám s mikrogridy zahájit počáteční procesy samy o sobě a poskytnout kapacitu potřebnou k zahájení větších generátorů.