Wie Smart Solar unsere anfälligen Stromnetze schützen kann

Wie Smart Solar unsere anfälligen Stromnetze schützen kann

Einige Kommentatoren scheinen besorgt zu sein dass unsere Stromnetze einer drohenden Spannungskrise ausgesetzt sind, und befürchten, dass erneuerbare Energien (insbesondere Dachsolarpaneele) die Qualität unserer Stromversorgung gefährden.

Diese Bedenken hängen von der Tatsache ab, dass Solarmodule und andere Stromgeneratoren die Spannung erhöhen können, wodurch es für Netzbetreiber möglicherweise schwieriger wird, die Stabilität im gesamten Netz aufrechtzuerhalten. Was jedoch weniger gut verstanden wird (und viel weniger berichtet wird), ist das massive Potenzial für lokale Generationen, die Qualität unserer Macht tatsächlich zu verbessern, anstatt sie zu behindern.

A neuer Bericht in unserem Netzwerke erneuert Das Projekt soll zeigen, wie Technologien wie "intelligente Wechselrichter" dazu beitragen können, die Spannung im Haushaltsbereich und nicht in Umspannwerken zu steuern. Dies würde die Qualität unserer Macht verbessern und das potenzielle Problem der erneuerbaren Energien im Haushalt in eine Lösung bringen.

Warum all die Aufregung um Spannung?

Der Strom von unseren Stromquellen sollte ungefähr 230 Volt betragen, ohne zu weit über oder unter zu weichen. Es schwankt im Laufe des Tages, abhängig davon, wie viel Energie verbraucht wird.

Hier ist eine Analogie: Denken Sie an Wasser, das durch Rohre fließt. Die Stromleitungen sind die Rohre selbst, und die Spannung ist wie der Wasserdruck in den Rohren - das ist die Menge an Kraft, die das Wasser (oder die Elektrizität) mit sich treibt. Wenn Sie viel Strom verbrauchen, fällt die Spannung ab, ähnlich wie wenn die Waschmaschine während des Duschens anspringt. Plötzlich sinkt der Druck, weil andere Geräte das Wasser auch benutzen.

Der Druck wird auch davon beeinflusst, wie nahe das Gerät an der Quelle ist. Zum Beispiel, wenn Ihre Waschmaschine und Dusche direkt am Fuß des Dammes verbunden waren, anstatt am Ende von mehreren Meilen von Rohren, könnten Sie beide eingeschaltet haben und keinen Druckabfall bemerken.

Für ein elektrisches Verteilungssystem bedeutet dies, dass die Häuser, die am weitesten von der Unterstation entfernt sind, am anfälligsten für eine Absackspannung (niedrigere Spannung) sind, wenn große Energiemengen verwendet werden.


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Das Spannungsmanagement war schon immer ein Thema für Netzbetreiber, insbesondere in ländlichen Gegenden, wo die Stromleitungen länger sind. Niederspannung an langen Stromleitungen bedeutet oft dämmrige und flackernde Lichter für die Bewohner am Ende der Leitung.

Auf der anderen Seite können Überspannungen empfindliches elektronisches Gerät beschädigen - ein bisschen wie wenn der Wasserdruck den Gartenschlauch vom Wasserhahn öffnet.

Diese Schwankungen können für Energieunternehmen ein Problem werden, wenn die Spannung außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.

Wie wirkt sich Solarenergie auf die Spannung aus?

Unsere Stromnetze wurden ursprünglich nicht für viele lokale Erzeugungsquellen wie Dachsolarmodule oder kleine Windkraftanlagen gebaut. Bis vor kurzem floss die Energie meist nur in eine Richtung, von einem großen (in der Regel mit Kohle befeuerten) Kraftwerk zu den Verbrauchern.

Der wachsende Anzahl von Haushalts-Solarzellen auf dem Netzwerk haben diese Landschaft verändert und jetzt fließt die Macht in beide Richtungen. Solarmodule können das Management des Netzes komplexer machen, da die Spannung dort steigt, wo sie Strom erzeugt.

Ein kleiner Spannungsanstieg ist kein Problem, wenn genügend Strom nachgefragt wird. Aber wenn in der Nachbarschaft niemand zu Hause ist, kann die Sonnenenergie die Spannung über die obere Grenze hinaus erhöhen.

In diesem Fall werden die Schutzschaltungen im Generator wahrscheinlich ausgelöst und die Solarpanels werden abgeschaltet, um das Netzwerk zu schützen. Das bedeutet auch, dass der Haushalt keinen Zugang zu der von ihm erzeugten Sonnenenergie hat (oder dafür bezahlt wird!).

Jeder kundeneigene Generator kann die Spannung beeinflussen - einschließlich Solar-, Batterie- oder Dieselgeneratoren. Aber wir neigen dazu, etwas über Solar zu hören, weil es bei weitem das beliebteste Mittel der lokalen Erzeugung ist; Australien hat jetzt mehr als 1.5 Millionen Häuser mit Solardachund diese Zahl steigt schnell an.

Während einige Leute dies als ein Problem betrachten, liegt die Lösung manchmal im Problem selbst. In diesem Fall können neue Solarsysteme eine viel ausgeklügeltere Möglichkeit zur Steuerung der Netzspannung bieten.

intelligentere Raster
Die Innovation: Intelligente Wechselrichter können Solar- und Batterien steuern, um die Netzspannung zu stabilisieren.

Wie kann Solar zur Lösung werden?

Herkömmlicherweise sind Spannungsverwaltungslösungen relativ einfach und betreffen mehrere zehn oder sogar Hunderte von Eigenschaften gleichzeitig, obwohl die Bedingungen in jeder Eigenschaft sehr unterschiedlich sein können. Die verwendete Ausrüstung - voll von technisch klingenden Namen wie "Laststufenschalter" und "Leitungsabfallkompensatoren" - ist teuer und befindet sich oft in Transformatoren in Umspannwerken. All dies Elektro-Engineering-Kit trägt zu den Energiekosten für die Kunden bei.

Neue Solar- und Batteriesysteme haben jedoch die Intelligenz, die Spannung durch ihre "intelligenten" Wechselrichter billiger und gezielter zu verwalten. Diese neuen Technologien könnten die fehlende Verbindung zu neuen erneuerbaren und zuverlässigen Energiequellen darstellen.

So funktioniert es: Solarenergie, Batterien und andere Generatoren sind über Wechselrichter mit dem integrierten IoT (Internet der Dinge) Kommunikationstechnik. Diese intelligenten Wechselrichter ermöglichen es dem Netzwerk, mit dem lokalen Generator zu "sprechen" und Unterstützungsdienste anzufordern, einschließlich durch das, was genannt wird Blindleistung (siehe Grafik unten).

Blindleistung kann dazu beitragen, die Spannung im Netzwerk zu erhöhen und zu senken, wodurch die Qualität unserer Leistung einschließlich der Spannungsstabilität verbessert wird. Weitere technische Details finden Sie in unserem neu veröffentlichten Bericht über das Potenzial für intelligente Wechselrichter, das Netz zu verwalten.

intelligente Wechselrichter
Intelligente Wechselrichter können sowohl Wirk- als auch Blindleistung exportieren oder aufnehmen.

All dies ist nur möglich, wenn Netzwerkunternehmen offen für neue, proaktive Handlungsweisen sind - wie unsere Projektpartner Networks Renewed zeigen Vereinigte Energie in Victoria und Essentielle Energie in New South Wales.

Dies bedeutet eine Verlagerung des Denkens vom traditionellen passiven Kundenmodell - wir liefern Ihnen Energie! - zu einer dynamischeren und kollaborativeren, bei der die Kunden tatsächlich dabei helfen können, das Netz zu verwalten sowie Strom zu nutzen und zu erzeugen.

Sicher, der Übergang zu einem kompletten Energiesystem ist keine leichte Aufgabe, aber es bietet die Möglichkeit, ein besseres, widerstandsfähigeres Elektrizitätssystem aufzubauen, das mehr erneuerbare Energien enthält.

Wenn wir klug sind, müssen wir unsere Klimaauswirkungen nicht mit der Zuverlässigkeit unseres Elektrizitätssystems abgleichen. Wir müssen nur offen sein für die neuen Wege, alte Probleme zu lösen.

Wenn Sie daran interessiert sind, mehr zu erfahren, hält das Institute of Sustainable Futures ein öffentliches Forum über Netzwerke erneuert auf UTS Campus am Dienstag Februar 14 bei 12: 15-3: 15 pm. Für weitere Informationen Kontaktieren Sie Dani Alexander.

Über den Autor

Lawrence McIntosh, Senior Research Consultant, Institut für Nachhaltige Zukunft, Technische Universität Sydney und Dani Alexander, Forschungsleiter, Institut für Nachhaltige Zukunft, Technische Universität Sydney

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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