משאבים אנרגיה מבוזרים (DERs) משנים את הנוף האנרגיה הגלובלי על ידי שינוי ייצור חשמל מתחנות כוח גדולות, מרוחקות למתקנים מקומיים קטנים יותר, מחוברים ישירות לרשת ההפצה.משאבים אלה - כולל לוחות סולאריים גג, טורבינות רוח קטנות, מערכות אחסון סוללות, עומסי בקרה - גדלים במהירות במגזרי מגורים ומסחריים כאחד.

מה הם משאבים אנרגיה מבוזרים?

משאבים אנרגיה מבוזרים מתייחסים דור חשמל מודולרי, קטן בקנה מידה קטן טכנולוגיות אחסון ממוקמים קרוב לנקודה של צריכת.בניגוד לדור מרכזי, אשר מסתמכ על כמה תחנות כוח גדולות המחוברות קווי שידור גבוהה, DERs ממוקמים ברמת ההפצה - באופן חד-פעמי על הנחות לקוחות או בתוך רשתות שירות מקומי.

  • (FLT:0) למערכות פוטו-וולטאיות (PV) ,Ratop או לוחות קרקעיים שהופכים את השמש לחשמל, עם יכולות החל מכמה קילווואטים למספר מגה-וואט.
  • (FLT:0) טורבינות ווינדפלר 1:1 - טורבינות בקנה מידה קטן (לעתים קרובות מתחת ל -100 קילוואט) מותקנות על בתים, חוות או נכסים מסחריים.
  • (FLT:0Battery Energy Storage Systems (BESS)IRLT:1) ליתיום-יון, זרימה או טכנולוגיות סוללות אחרות שמעכבות את הדור של השימוש מאוחר יותר, ומספקות שירותי רשת כמו רגולציה על גילוח ותדירות.
  • (FLT:0) סגולות חום וכוח (CHP)BuildFLT:1 - מערכות המייצרות הן חשמל והן אנרגיה תרמית שימושית ממקור דלק יחיד, לעתים קרובות גז טבעי או ביומסה.
  • (FLT:0) מטען חשמלי (EV) עם יכולות רכב ל-grid (V2G) ,SIRFLT:1 - מטען בי-שיוני המאפשר סוללות EV לייצא חשמל בחזרה לרשת.
  • (FLT:0) עומסים שניתן להעלותם 1 (FLT:1), מכשירים חכמים, תנורי מים ומערכות HVAC שניתן לנהל מרחוק כדי לשנות את הביקוש בתגובה לתנאי הרשת.

DERs הם בדרך כלל בבעלות יחידים, עסקים, או מפתחי צד שלישי ולא כלי רכב מסורתיים.מודל בעלות זו מאפשר בחירה צרכנית גדולה יותר, עצמאות אנרגיה והשתתפות בשווקים חשמל.על פי FLT:0U.S מחלקת האנרגיה של EnergyBuildFLT:1, קיבולת השמש מבוזרת לבדה על 40 ג'יגהוואט בארצות הברית עד 2023, המייצגת עלייה דרמטית במהלך העשור האחרון.

כיצד שינויים משנים את תשתיות ההפצה המסורתיות

רשת ההפצה של המורשת עוצבה לזרימת חשמל חד-צדדית - מתחנות ייצור מרכזיות באמצעות קווי שידור, תת-תתת, ומזמינים כדי לסיים את הצרכנים. DERs מציגות זרימה דו-כי-צדדית, דור לסירוגין, ותנאי איכות כוח משתנים אלה יוצרים הזדמנויות אתגרים עבור מפעילי מערכת הפצה.

מטען על רשתות המרכז

כאשר DERs לייצר כוח מקומי, תקשורת מרכזית ונכסים ההפצה ניסיון נמוך יותר הביקוש נטו במהלך השמש שיא או תקופות רוח.זה יכול להפר שדרוגים יקרים לתשתיות ולקווי שידור, להפחית את אובדן האנרגיה בתחבורה למרחקים ארוכים, ולשפר את יעילות המערכת הכוללת.בכמה אזורים, חדירה גבוהה DER אפשרה שירותים כדי למנוע בניית תחנות שיא חדשות.

ניהול Grid Stability ו- Voltage Management

חדירה גבוהה של משתנים מתחדשים - במיוחד PV סולארי - יכול לגרום תנודות מתח, זרימת כוח לאחור על מזין הפצה, ותנאים אפשריים overvoltage כאשר דור עולה על עומס מקומי. מערכות הפצה לא נועדו במקור עבור תרחישים כאלה.טכנולוגיות מתקדמות ללא מעצורים עם תקשורת חכמה יכול לעזור להפחית את ההשפעות הללו על ידי מתן תמיכה כוח תגובתי, רגולציה מתח, שליטה רופפת.

דרושים ל- Infrastructure

כדי לשלב בבטחה כמויות גדולות של DERs, רשתות ההפצה דורשות מודרניזציה.שידרוגים מרכזיים כוללים:

  • (ב) ,0) , אכילת מזון (FLT:1) כדי לטפל בקיבולת מוגברת ובזרמים עקיפים.
  • (ב) ,0) , 000 פקדים מתחים ובנקים קיבולים (FLT) 1:1 כדי לשמור על איכות הכוח.
  • (ב) ,0) חיישנים ורשתות תקשורת פשטות 1 (FIRLT:1) עבור ניטור ובקרה בזמן אמת.
  • (ב) ,0) שיפור מערכות ניהול משאבי אנרגיה מבוזרות (DERMS)FLT:1 כדי לתאם אלפי גנרטורים קטנים.

המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL)FLT) 1 פרסמה מחקר מקיף המראה כי מודרניזציה ברשת יעילה - במקום תיקון תגובתי - מפחיתה משמעותית את עלויות האינטגרציה ומשפרת את חוסן המערכת.

גריידינדום ורשתות חכמות

פיתוח תשתיות הפצה עם טכנולוגיות רשת חכמות הוא חיוני כדי לפתוח את מלוא הפוטנציאל של DERs תוך שמירה על אמינות. רשתות חכמות מאפשרות תקשורת דו-כיוונית בין כלי רכב למכשירי DER, ומאפשרות תגובות אוטומטיות לשינויים תנאים.

תשתיות מתקדמות (AMI)

מונים חכמים מספקים נתונים מטושטשים, מסונכרנים על צריכת ודור. נתונים אלה מאפשרים שירותים ליישום קצבי שימוש בזמן, לזהות את התחזיות מהר יותר, ולוודא זיכויים מ"מ נטו. AMI גם תומך תוכניות תגובה הדורשות עומס כדי להתאים את שיאי הדור המתחדש.

אוטומציה

מתגים אוטומטיים, סוגרים ומערכות מיקום אשמה יכולים לבודד את הזנות ולהסדיר מחדש עם התערבות ידנית מינימלית.כאשר בשילוב עם יכולות האי האי האייות DER, מערכות אלה יכולות ליצור מיקרו-צמחונים שימשיכו לשרת עומסים קריטיים במהלך מהירויות שחורות ברחבי הרשת. IEEE Standard 1547-2018 מספק הנחיות לחיבור והתערבות של DERs עם אוטומציה.

אינטגרציה של אנרגיה

אחסון סוללות פועל כמו buffer עבור פלט DER לסירוגין, חלקה ריקנות ולספק יכולת מהירה אחסון מערכות אחסון יכול לספוג דור סולארי עודף במהלך היום ושחרור במהלך שיאי הערב, למעשה שינוי אנרגיה מתחדשת לזמנים של ערך גבוה יותר. Utilities הם יותר ויותר אחסון הצמד עם מערכת השמש בתפוצה כדי להדיח שדרוגים ולשפר את האמינות.

שיקולים כלכליים והיסטוריים

הכדאיות הכלכלית של DERs תלויה במדיניות כגון מדח, תעריפים, תמריצים ממס, וגישה לשוק.שינויים במדיניות זו יכולים להשפיע באופן דרמטי על שיעורי הפריסה והבריאות הפיננסית של שני הכלים והפרוסומטורים.

עיצובים ו-Tariff

Net מטרינג מאפשר לבעלי DER לקבל קרדיט על הדור העודף שהוזן בחזרה לרשת.As DER חדירה גדל, כמה שירותים טוענים כי שינויים מ"מ נטו עלויות לא משתתפים, המוביל לוויכוחים על מבנים להורדת מחירים.

השתתפות בשוק ו-Aggregation

דרס בודדים קטנים מדי להשתתף ישירות בשווקים הסיטונאיים. Aggregators - חברות צד שלישי המאגדות אלפי DERs - ניתן משאבים אלה כדי להציע יכולת, אנרגיה, ושווקים שירות אגורסינריים.הנציבות הפדרלית לאנרגיה רגולטורית (FERC) צו 22 בארצות הברית פתח את השווקים האלה כדי לצבור משאבים מבוזרים, אבן דרך שעדיין מיושמת על ידי ארגונים אזוריים זה כדי לשפר את שירותי D.

תחזית עתיד

השילוב של DERs אינו מגמה חולפת אלא שינוי יסודי לעבר מערכת אנרגיה מבוזרת, מחוסמת, ודיגיטלית.כפי שעלויות ממשיכות ליפול עבור השמש, הרוח והסוללות, וכרכבים חשמליים מתרבים, ההשפעה על תשתיות להעמיק את ההתפתחויות המרכזיות כדי לצפות כוללים:

  • (FLT:0Microgrid הרחבה FLT:1) - קהילה ומיקרו-צמחונים בקמפוס יפעלו יותר ויותר הן המחוברות לרשת והן באי, הדורשות בקרה מתקדמת ושווקים אנרגיה מקומיים.
  • (ב) אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה 1 בינואר – AI ישפר את DERMS על ידי חיזוי דור, עומס ופגמים כדי להתאים את הפעולות.
  • (FLT:0) אינטגרציה כלי רכב חשמליים (FLT:1) - V2G יכול מכוניות להפוך לנכסי אחסון ניידים, אך יידרש שדרוגים משמעותיים של הפצה כדי לטפל בעומסי הטעינה.
  • (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

קובעי מדיניות, שירותים, ספקיות טכנולוגיות וצרכנים חייבים לשתף פעולה כדי לעצב עתיד שבו DERs מחזקים ולא למתח את ההשקעות של תשתיות הרשת, תקנות מעודכנים, ופריסת רשת יכולה להפוך אתגרים להזדמנויות - מתן ניקוי, יותר גמיש, וחשמל סביר יותר לכולם.