Mikä on Jakautunut sukupolvi?

Jaettu tuotanto (DG) tarkoittaa pienimuotoista sähköntuotantoa, joka sijaitsee lähellä kulutuspistettä. Toisin kuin perinteiset keskitetyt voimalaitokset, jotka syöttävät sähköä pitkillä siirto- ja jakelulinjoilla, hajautettu tuotanto käsittää aurinkokennopaneelit, pienet tuulivoimalat, yhdistetyn lämmön ja sähkön (CHP) järjestelmät, polttokennot ja akkuvarastot. Nämä järjestelmät voivat toimia rinnakkain sähköverkon kanssa tai toimia itsenäisinä mikrosiruina. Kansainvälinen energiavirasto[ toteaa, että pääosaston kapasiteetti on kasvanut nopeasti viime vuosikymmenen aikana ja että se on johtunut teknologian laskuista ja poliittisesta tuesta.

Jaetun tuotannon määritelmä on sen modulaarisuus ja läheisyys loppukäyttäjiin. Sairaalassa sijaitseva kattoaurinkopaneeli, yhteisön tuuliturbiini tai vedenkäsittelylaitoksen varakaasugeneraattori ovat kaikki DG:n tyypillisiä. Kun nämä resurssit yhdistetään, ne voivat toimia virtuaalivoimalana, joka tarjoaa sähköä, jännitetukea ja kysynnänohjauspalveluja. Tärkeää on, että DG-järjestelmät voidaan suunnitella toimimaan .

Jakautuneen sukupolven kriittinen rooli pandemiikan aikana

Pandemiikka aiheuttaa ennennäkemättömän stressin sähköverkoissa. Lockdowns siirtää sähkön kysyntää kauppavyöhykkeiltä asuinalueille, polttoaineen ja varaosien toimitusketjut häiriintyvät ja hyödykkeen työvoiman saatavuus voi vähentyä sairauden tai turvallisuusprotokollien vuoksi. [COVID-19 pandemia[]:n aikana monet alueet kokivat työvoimapulan ja kotihoidon, etätyön ja etäterveyden lisääntyneen kuormituksen aiheuttamia sähkökatkoksia. Jaetun sukupolven avulla nämä haavoittuvuudet voidaan ratkaista suoraan.

Parannettu ruuduston sietokyky

Keskitetyt sähköjärjestelmät ovat alttiita yhdelle vikapaikalle . Myrskyvaurioitunut siirtojohto tai suuri laitos pakkokatkos voi sammuttaa miljoonia. Jaettu sukupolvi hajauttaa tarjontaa, vähentää riippuvuutta näistä hauraista pitkän matkan yhteyksistä. Kun pandemia aiheuttaa henkilöstöhaasteita keskusvoimalassa, kymmeniä pienempiä pääosastoyksiköitä voi yhdessä korvata. Vuonna 2021 julkaistu energiaministeriön U.S. Department of Energy raportti totesi, että mikrosirut, joilla on pääosaston resursseja, pystyvät ylläpitämään palvelua kriittisille laitoksille verkkohäiriöiden aikana, vaikka pääverkko pysyikin katkona päivien ajan.

Kriittisen infrastruktuurin tukeminen

Sairaalat, hätäkeskus, vedenkäsittelylaitokset ja ruokakaupan jakelukeskukset eivät voi tarjota lyhyitäkään sähkön keskeytyksiä terveyskriisin aikana. Jaettu tuotanto . Varsinkin kun ne on yhdistetty akkuvarastoon . Se tarjoaa paikan päällä katkeamattoman virtalähteen, joka ei perustu ulkoiseen verkkoon. Esimerkiksi World Health Organization on suositellut, että terveydenhuoltoon sisältyy kestäviä sähköratkaisuja, kuten aurinko-plus-varastointi mikrogridejä, jotta voidaan varmistaa hoidon jatkuvuus taudin puhkeamisen aikana. Pandemiaaikana useat kenttäsairaalat käyttivät PO:ta pysyäkseen toiminnassa, kun sähkövoima oli epävakaa.

Siirtohäviöiden ja kysynnän vähentäminen

Perinteisessä verkossa noin 5..10% sähköstä menetetään lämmönä kuljettaessa siirto- ja jakelulinjojen läpi. Luomalla sähköä käyttöpaikalla, PO käytännössä poistaa nämä menetykset. Pandemiaaikana, kun asuinkulutus voi kasvaa 30% tai enemmän päivänvalossa, paikallinen aurinkotuotanto voi ajella huippukysyntää, lievittää stressiä sähköasemissa ja muuntamoissa. Tämä kysynnän vaste kyky auttaa estämään brownout ja jännitevaihtelut, jotka ovat erityisen haitallisia herkille lääkinnällisille laitteille ja elintarvikkeiden varastointi.

Etätyön ja etäterveydenhuollon mahdollistaminen

Laajamittainen lukitus pakotti nopeasti siirtyä etätyöhön ja virtuaalinen lääketieteen konsultointi . Molemmat, jotka riippuvat luotettavasta sähköstä internet-yhteydet, tietokoneet, ja viestintäinfrastruktuuri. Jaettu sukupolvi yhteisön tai naapuruston tasolla voi pitää laajakaistasolmut ja matkapuhelimet toiminnassa, vaikka pääverkko falters. maaseudulla, jossa verkon luotettavuus on usein pienempi, pääosasto voi kuroa kuilun, mahdollistaen tasapuolisen pääsyn etätyöhön ja etäterveyden aikana kansanterveyden hätätilanteessa.

Haasteet hajautettujen polveutumisten laajalle levinneelle hyväksymiselle

Vaikka hajautetulla polvella on selviä etuja pandemioiden aikana, sen levinneisyys sekä kehittyneissä että kehittyvissä talouksissa on edelleen monin tavoin estynyt.

Korkeat alkupääomakustannukset

Vaikka aurinko- ja tuuliteknologian kustannukset ovat laskeneet huomattavasti, kokonaisen pääosaston järjestelmän alkuinvestoinnit, kuten paneelit, invertterit, akut ja mikroaaltouunit, voivat olla monille yrityksille ja yksityisasiakkaille kohtuuttomia. Rahoitusmallit, kuten sähkönhankintasopimukset ja yhteisön aurinkotilaukset, auttavat, mutta niiden käyttöönotto on epätasaista. Politiikkatuki, kuten avustukset ja verohyvitykset, on usein tarpeen alkukustannusten poistamiseksi, erityisesti pienituloisille yhteisöille, joihin on suhteettoman paljon vaikutusta.

Sääntely ja politiikka

Monilla lainkäyttöalueilla vanhentuneet säännökset on suunniteltu keskitettyä hyödyllisyysmallia varten, eikä niihin ole otettu mukaan hajautettujen resurssien helppoja yhteenliitäntöjä. Nettomittauskäytännöt vaihtelevat suuresti ja jotkin laitokset asettavat suuria valmiusmaksuja tai monimutkaisia lupamenettelyjä, jotka lannistavat PO:n laitoksia. Pandemiatilanteessa nämä byrokraattiset viivästykset voivat estää hätäsähköratkaisujen nopean käyttöönoton.

Väliaikaisuus- ja energian varastointivaatimukset

Aurinko ja tuuli ovat luonnostaan vaihtelevia ... aurinko ei paista yöllä, eikä tuuli puhalla jatkuvasti. Jotta 24/7:n kestävyys olisi luotettavaa, DG on yhdistettävä energian varastointiin (paristot, vauhtipyörät tai pumppuvesi) tai lähetettäviin varageneraattoreihin (esim. maakaasu tai biokaasu). Varastoinnin lisäkustannukset ovat edelleen merkittävä este, vaikka litium-ion-paristojen hinnat ovat laskeneet jyrkästi. Pitkäkestoisen varastoinnin ja vetypolttokennojen kehitys lupaa lieventää tulevaisuudessakin jaksottaisuutta.

Kyberturvallisuus ja verkkointegrointi

Jaettu sukupolvi tuo uusia sisääntulopaikkoja kyberhyökkäyksille, varsinkin kun tuhannet laitteet on kytketty älykkäiden invertterien ja viestintäverkkojen kautta. Vaarantunutta aurinkomuunninta voitaisiin käyttää paikallisen syöttölaitteen tai jopa laajemman verkon epävakauteen. Kyberturvallisuusstandardien, salauksen ja säännöllisten laitepäivitysten vahvistaminen on olennaista, mutta usein ne jäävät huomiotta pienissä asennuksissa. Verkko-operaattoreilla on myös tekninen haaste hallita kaksisuuntaisia virtavirtoja ja ylläpitää jännitevakautta, kun pääosaston suuri konsentraatio toimii yhdellä jakelupiirillä.

Tulevat tulevaisuudennäkymät ja toimintasuositukset

Jakautuneen tuotannon kehityspolku on myönteinen, mutta sen koko potentiaalin ymmärtäminen pandemian sietokyvyn kannalta edellyttää hallitusten, yleishyödyllisten laitosten ja yksityisten sijoittajien koordinoituja toimia.

Teknologian kehitys

Uuden sukupolven älymuuntajat voivat tarjota verkkotukitoimintoja, kuten jännitteen säätelyä, taajuuden säätöä ja jopa mustan lähdön kykyä . Kaikki ilman ihmisen väliintuloa. Kiinteätilaiset muuntajat ja verkkoa muodostavat invertterit tekevät mikrogrideistä vakaampia ja kustannustehokkaampia. :n mukaan IEEE-sähkö- ja energiayhteiskunta[]:n mukaan nämä teknologiat mahdollistavat saumattoman siirtymisen verkkoyhteyksistä saarille ja verkkoon liitettyjen moodien välillä, parantavat häiriönsietokykyä vaarantamatta verkon luotettavuutta. Lisäksi tekoäly ja koneoppiminen voivat optimoida hajautettujen resurssien lähettämistä, ennustavat kysyntäpiikkejä pandemian aikana ja aktivoivat varastointi- tai kysyntävastauksen vastaavasti.

Investoinnit ja kannustimet

Hallitusten olisi käsiteltävä pääosastoa erityisenä infrastruktuurina erityisesti kansanterveysalan hätätilanteissa. Esimerkkejä ovat Yhdysvaltojen energiaministeriö Grid Resilience Innovation Partnership[] ja Euroopan unionin RemowerEU-suunnitelma. Yhteisön mikrogrid-hankkeet, jotka palvelevat pienituloisia tai lääketieteellisesti haavoittuvia väestöryhmiä, olisi saatava ensisijaista rahoitusta. Vakuutusyhtiöt ja pankit ovat alkaneet tunnustaa sietokyvyn arvon ja voivat tarjota alhaisempia palkkioita tai edullisia lainoja varallisuuden kovettamiseen, pääosaston tukemiin välineisiin.

Yhteisön mikrogridit

Ehkä kaikkein sitkein kokoonpano pandemioiden on yhteisön mikrogrid . Lokalisoitu sähköjärjestelmä, joka voi irrottaa pääverkosta ja toimia itsenäisesti. Nämä mikrogridit voivat sisällyttää aurinko-, akku-, diesel- tai biokaasugeneraattorit, ja jopa sähköajoneuvot mobiilivirtalähteinä. Ne mahdollistavat lähiöissä, kampukset, tai teollisuuspuistot voivat yhdistää resursseja ja jakaa uusiutuvan sukupolven. Pandemiaaikana yhteisön mikrogrid voi varmistaa, että apteekit, ruokakaupat ja tilapäiset terveysklinikat pysyvät virtalähteinä, vaikka ympäröivä alue on pimentynyt. Useat pilottihankkeet Yhdysvalloissa ja ulkomailla ovat osoittaneet tämän mallin toteutettavuutta.

Päätelmä: kohti pandemiikan ja kestävän energian tulevaisuutta

COVID-19 -pandemia paljasti syvän murtuman keskitetyissä sähköjärjestelmissä. Toimitusketjun häiriöt, työvoiman puute ja äkilliset kysynnän muutokset testasivat perinteisen verkkoinfrastruktuurin rajoja. Jaettu tuotanto tarjoaa käytännöllisen ja skaalautuvan tien kohti suurempaa sietokykyä . Ei vain pandemioiden vaan myös luonnonkatastrofien ja muiden hätätilanteiden varalta. Sijoittamalla paikallisiin, puhtaisiin energianlähteisiin, energian varastointiin ja älykkäisiin verkko-ohjausjärjestelmiin yhteisöt voivat rakentaa sähköjärjestelmän, joka pysyy vahvana jopa äärimmäisessä stressissä.Puheentekijöiden on toimittava nyt päivittääkseen sääntelyä, tarjotakseen taloudellisia kannustimia ja tukeakseen tutkimusta, joka tekee pääosastosta edullisemman ja luotettavamman. Seuraava kansanterveyskriisi voi tulla odotettua nopeammin, ja verkon on oltava valmis.

Ulkoiset viitetiedot: