211service.com
Elektrības tīklu efektivitātes uzlabošana
Elektriskā pārvade un sadale jau sen ir bijis grūts rieksts tehnoloģiju jauninājumiem. Taču deregulētie elektroenerģijas tirgi palīdz tehnoloģiju izstrādātājiem apiet bēdīgi stingros, konservatīvos pakalpojumus.
Beacon Power spararati var absorbēt un atbrīvot jaudu mazāk nekā četrās sekundēs, līdzsvarojot piedāvājumu un pieprasījumu elektrotīklā ātrāk, tīrāk un lētāk nekā parastās spēkstacijas. (Kredīts: Beacon Power Corp.)
TransÉnergie vadīja ceļu, izmantojot līdzstrāvas elektroenerģijas tehnoloģiju, lai izveidotu savas tirdzniecības elektropārvades līnijas, kas nodrošina jaudu augstākajam solītājam, nevis vienkārši apkalpotu vietējos komunālos pakalpojumus (skatiet TransÉnergie: Spēlējot divas enerģijas spēles).
Tagad enerģijas uzglabāšanas izstrādātājs Beacon Power Corp. no Wilmington, MA, ierosina līdzīgu gala darbību ap lēnām komunālajiem pakalpojumiem. Tā vietā, lai tirgotu savas uz spararata balstītās enerģijas uzglabāšanas sistēmas komunālajiem pakalpojumiem, uzņēmums plāno būvēt savas tirdzniecības spararata rūpnīcas, kas ieslēdz un izslēdz elektropārvades līniju, lai stabilizētu tīklu.
Tā ir ideja, kas piesaista neatkarīgo sistēmu operatoru (ISO) – reģionālo organizāciju, kuru uzdevums ir pārvaldīt valsts elektrotīklus, uzmanību. Kalifornijas un Ņujorkas ISO jau testē Beacon Power aprīkojumu. Un Mets Lazarevičs, uzņēmuma galvenais tehniskais darbinieks, saka, ka tikpat svarīgs vēlēšanu apgabals ir Volstrīta. Pēc viņa teiktā, tirgotāja modelis ir vienīgais Volstrītas modelis, ko finansēs. Tādā veidā peļņa ir lielāka, saka Lazarevičs. Tiklīdz jūs sakāt, ka uzņēmums kaut ko pirks vai darīs, investori nolaiž acis un aiziet.
Beacon Power spararata enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir izstrādātas, lai nodrošinātu frekvences regulēšanu - pakalpojumu, par kuru ISO pagājušajā gadā samaksāja vairāk nekā 600 miljonus ASV dolāru. Tīkla operatoriem nepieciešama palīdzība frekvences regulēšanā, jo tīkla maiņstrāvas frekvence nepārtraukti svārstās, kad elektriskās ierīces un ģeneratori ieslēdzas un izslēdzas, radot īslaicīgu elektroenerģijas ražošanas un pieprasījuma nelīdzsvarotību. Neapmierināts pieprasījums rada slodzi tīkla spēkstacijām, palēninot to darbību un pavelkot tīkla frekvenci zem iestatītās vērtības (60 Hz Ziemeļamerikā, 50 Hz Eiropā un lielākajā daļā Āzijas). Pārpalikumam ir pretējs efekts. Un jebkurš no šiem apstākļiem var izraisīt komunikāciju līniju un elektrostaciju automātisku atslēgšanos no tīkla, tādējādi novēršot komunālo pakalpojumu un klientu aprīkojuma bojājumus, kā arī palielinot elektroenerģijas padeves pārtraukumu risku.
ISO pašlaik paļaujas uz fosilā kurināmā spēkstacijām - galvenokārt gāzes turbīnām -, lai izlīdzinātu tīkla frekvences izmaiņas. Komunālie uzņēmumi piedāvā šo pakalpojumu, to darot, nododot noteiktu daļu no savu spēkstaciju jaudas (apmēram 1–2 procentus no tīkla kopējās elektroenerģijas ražošanas) tiešā ISO kontrolē. Saņemot signālus no ISO, norādītās iekārtas kāpj augšup un lejup, lai aptuveni līdzsvarotu piedāvājumu un pieprasījumu. Tas ir dārgs un piesārņojošs process, jo spēkstacijas visefektīvāk sadedzina degvielu, ja tās darbojas vienmērīgi un ar pilnu jaudu. Regulēšana ar fosilā kurināmā ražošanu ir suņa astes luncināšana, saka Imre Gjuks, kurš vada ASV Enerģētikas departamenta enerģijas uzkrāšanas pētniecības programmu.
Ar gāzi darbināmas frekvences regulēšana arī kļūst arvien dārgāka, jo pieaug dabasgāzes izmaksas. Dens Mīrs, Sandjego bāzētās enerģētikas konsultāciju uzņēmuma Technology Insights prezidents, saka, ka dārgā gāze divreiz sasniedz ISO. Papildus ar gāzi darbināmas frekvences regulēšanas izmaksu paaugstināšanai augstās gāzes cenas paātrina vēja turbīnu uzstādīšanu, kuru brāzmainā, nestabilā jauda var palielināt vajadzību pēc frekvences regulēšanas. Tā ir problēma pašai sevi barot, saka Mērss.
Beacon Power spararata uzglabāšanas sistēmas ir ieprogrammētas, lai, pārstrādājot enerģiju, novērstu frekvences svārstības: elektromotors izmanto pārmērīgu tīkla jaudu, lai paātrinātu magnētiski levitētos oglekļa un stikla šķiedras spararatus līdz pat 22 500 apgr./min, pēc tam izlādē uzkrāto kinētisko enerģiju, atjaunojot elektroenerģiju. tīkla frekvences kritumi. Atšķirībā no akumulatoriem, kas ir vadošais konkurents enerģijas uzkrāšanas jomā, Beacon spararati var izturēt nepārtrauktu dziļu braukšanu, nezaudējot jaudu.
Jaunākajā tās tehnoloģijas pārbaudē, četru mēnešu izmēģinājumā, kas pagājušajā nedēļā tika uzsākts Pacific Gas and Electric San Ramon pētniecības centrā, tiek izmantoti septiņi 6 kilovatstundu spararati, katrs maza ledusskapja izmēra, un tie ir apvienoti, lai izveidotu sistēmu, kas var absorbēt vai izlādēt 100 kilovatus jaudu 15 minūtes. Komerciālajām sistēmām Beacon Power būvē 25 kilovatu spararatus augstu ledusskapju izmērā, kas būtu apvienoti kopās, lai nodrošinātu 1 līdz 20 megavatus.
Spararatu ātrajai reakcijai vajadzētu arī panākt, lai katrs megavats būtu tālāk par līdzvērtīgu gāzes spēkstacijas jaudu, saka Kalifornijas Enerģētikas komisija Sakramento, kas kopā ar ASV Enerģētikas departamentu (DOE) līdzfinansē Kalifornijas demonstrāciju. Maiks Greivlijs, Kalifornijas Enerģētikas komisijas projektu vadītājs, kurš veic Sanramon testus, saka, ka ar gāzi darbināmiem ģeneratoriem var būt nepieciešamas piecas minūtes vai vairāk, lai reaģētu uz Kalifornijas ISO frekvences vadības signāliem (izdod ik pēc četrām sekundēm). Līdz tam laikam sistēma bieži vien pati ir atgriezusies līdzsvara virzienā. Turpretim Beacon spararati spēj pārslēgties no pilnas jaudas absorbcijas uz pilnas jaudas izlādi ātrāk, nekā Cal-ISO spēj nosūtīt komandas. Pastāv iespēja, ka, ja jūs varat reaģēt uz vajadzībām ātrāk, jums var nebūt nepieciešams tik daudz enerģijas — jūs varat paveikt vairāk ar mazāku summu, saka Gravely.
Gjuks no DOE prognozē, ka tikai 100 megavati spararata rezerves — puse no tā, ko Kalifornija šodien pērk no parastajiem ģeneratoriem — varētu atrisināt 90 procentus štata frekvences problēmu. Un, ja izmaksas būs tādas, kā Beacon Power prognozē, ietaupījumi varētu būt ievērojami. Lazarevičs saka, ka viena megavata rūpnīcas celtniecība izmaksās aptuveni 1,5 miljonus ASV dolāru, un tā var cerēt nopelnīt aptuveni 400 000 ASV dolāru gadā no ISO par saviem pakalpojumiem. Rezultātā Lazarewicz saka, ka rūpnīcai vajadzētu atmaksāties četru gadu laikā, pat pēc tam, kad ir segtas izmaksas par sistēmu ekspluatācijā zaudēto enerģiju (apmēram 15 procentus no kopējās apstrādātās enerģijas).
Mērs saka, ka spararata ātrajai reakcijai varētu būt arī patīkams blakus ieguvums: tīkla uzticamības uzlabošana. Spararata iekārtas varētu atbrīvot ar gāzi darbināmas iekārtas, lai nodrošinātu papildu maksimālo jaudu tveicīgajās vasaras dienās, kad gaisa kondicionētāji darbojas pilnībā un starpvalstu elektropārvades līnijas ir pilnas. Turklāt spararata ātrā reakcija varētu stingrāk noturēt tīkla frekvenci, slāpējot jaudas novirzes, kas sākas mazas, bet, ja sistēma ir pārslogota, var izraisīt kaskādes atteici. Režģa stabilitāte ir visa frekvences regulēšanas ideja, piekrīt Lazarewicz. Tas ir vienkārši veids, kā mēs to varam izdarīt labāk un lētāk.