כיצד מופנים יכולים לשפר את עמידות הכוח באזור אסון

הקדמה: התפקיד הקריטי של מופנים באזורי אסון-פרון

באזורים בעלי ערך אסון, חשמל אמין אינו מותרות - זהו קו חיים.כאשר ההוריקנים, רעידות אדמה, שיטפון או שביתת שריפות בר, רשתות חשמל מרכזיות נכשלות לעתים קרובות תחילה, מתפתלות קהילות לחשיכה וניתוק תשתיות קריטיות כגון בתי חולים, משאבות מים, רשתות תקשורת ומחסומי חירום.

מה הם גורמים?הבנת הטכנולוגיה של הליבה

מכשיר אלקטרוני שממיר חשמל נוכחי (DC) – המיוצר באופן אנונימי על ידי לוחות סולאריים, סוללות, תאי דלק או טורבינות רוח קטנות - כדי לשנות את זרם החשמל הנוכחי (AC) אשר הוא הצורה הסטנדרטית בשימוש על ידי מכשירי חשמל, ציוד רפואי, ואת רוב המכונות התעשייתיות.הההההה הוא לא טריוויאלי: DC הוא יציב ומדיקוני, בעוד ACcillates בגל רגיש בדיוק על ידי גל ספציפי של 60 אלקטרוניקה).

מופנים יכולים לתפקד כיחידות עומדות או להשתלב במערכות כוח גדולות יותר כגון מתקני השמש פלוס-שמש, אספקה בלתי-ניתוק כוח (UPS), או מערכות גנרטור היברידיות.מכשפים מודרניים משלבים גם תכונות כמו מעקב מקסימלי של נקודת כוח (MPPT) עבור לוחות סולאריים, בקרי סוללות ואפילו יכולות אינטראקציה סולארית.

כדי להעריך את התפקיד של מופנם, זה עוזר להבין את הארכיטקטורה של המערכת המשותפת: מקור אנרגיה מתחדשת (למשל, פאנלים סולאריים) גובה בנק סוללות באמצעות בקר מטען.הבלתי נמנע שואב DC מהסוללות והתפוקה של AC לעומס.כאשר חשמל רשת זמין, מערכות מופנות רבות יכולות לפעול במצב עקף או אפילו להאכיל עודף אנרגיה בחזרה לרשת (אם מותרות זהה גמישות) למנוע ציוד חירום בנפרד ללא הפעלת לחץ יום.

כיצד מונעים לשפר את עמידות הכוח

מופנמים תורמים לחוסנות כוח באזורים בעלי ערך אסון באמצעות מספר מנגנונים נפרדים.כל אחד מתייחס לפגיעות שמערכות עצמאיות ברשת קונבנציונאליות חושפות.

גיבוי כוח אספקה שמציקה באופן מיידי

היתרון הישיר ביותר הוא מתן כוח גיבוי במהלך הפסקות רשת. An inverter יחד עם בנק סוללות יכול לספק כוח בתוך מילימטרים של כשל רשת - מהר יותר מאשר גנרטור עומד, אשר עשוי לקחת 10-30 שניות כדי להתחיל ולייצב.עבור עומסים קריטיים כמו ציוד תומך בחיים, שרתי נתונים, או רדיו תקשורת, כי מהירות יכול להיות מציל חיים במערכות reils, לזהות מחדש של כלי עזר, אפילו כדי לגרום באופן אוטומטי, ללא תאורה חלקה, באופן אוטומטי.

שילוב עם מקורות אנרגיה מתחדשת

אזורים בעלי ערך לאסון לעתים קרובות מתמודדים עם הפרעות אספקת דלק; בנזין ודיזל עשויים להיות נדירים או מזוהמים לאחר אירוע גדול.אינטרול מאפשרים לקהילות להתחבר מקורות אנרגיה מתחדשים - בעיקר סולריים - בשפע באזורים רבים של אסון (אזורים טרופיים עם החלמה גבוהה, למשל) מערכת סולרית עלולה לייצר חשמל בשעות היום גם כאשר הרשת יורדת, ולאחסן אנרגיה רבה בסוללות הקיימות בשרשרת אנרגיה גמישה, כלומר, בתנאי אנרגיה גמישה, בתנאי אנרגיה גמישים, על ידי דלק סולאריים, על ידי שימוש בשרשרת אנרגיה גמישים.

פיתוח איכות כוח והגנה על ציוד

תנודות וולטאז, וריאציות תדירות, וגלות הן נפוצות כאשר כוח הרשת אינו יציב - תרחיש טיפוסי באזורים בעלי ערך אסון, אפילו לפני אירוע גדול.איכות כוח ירודה עלולה להזיק בציוד רגיש ולהקטין את תוחלת החיים של מכשירים. inverters, במיוחד מודלים גל חטא טהור, לנקות את הכוח על ידי יצירת גלנט יציב ללא קשר לריאציות קלט.

עמידת מיקרוגרידים וחוסנות ברמה קהילתית

מעבר לבניינים בודדים, מופנים הם היסוד לבניית מיקרו-צמחים - רשתות מקומיות בקנה מידה קטן שיכולים לפעול באופן עצמאי מהתועלת העיקרית.בשיקום אסון, מיקרוגרריד יכול לכפות שכונה שלמה, מרפאה או מקלט.מכשפים היברידיים מתקדמים יכולים לסנכרן מקורות מרובים (סולר, סוללות, גנרטורים) ולנהל עומסים כדי לשמור על יציבות מיקרוגרפית יקר.

סוגים של מופנים המשמשים באסון מוכן

בחירת הסוג הנכון של מופנם הוא קריטי עבור חוסן אסון.הבחירה תלויה בעומסים שיש להפעיל, מקורות האנרגיה הזמינים, תקציב ומומחיות טכנית. להלן הם הסוגים העיקריים המשמשים הגדרות אסון.

המונחים: Pure Sine Wave Inverters

מעכבי גל טהורים מייצרים כוח AC זהה כמעט לעוצמה רשת, עם גל סינוסים חלק.זה הופך אותם מתאימים לכל סוגי מכשירי חשמל, כולל אלקטרוניקה רגישים כמו מכשירים רפואיים, מחשבים, מנועים במהירות משתנה, ומקררים מודרניים.הם תקן הזהב עבור הכנת אסון כי הם להבטיח תאימות מלאה ופעולה יעילה.

המונחים: Sine Wave Inverters

אלה מופנמים מייצרים מחיאות כפיים של גל חטא.הם יותר זולים ויכולים לכפות מכשירים פשוטים רבים כמו אורות, אוהדים, תנורי חום מנוגדים וכלים כוח.עם זאת, כמה מכשירים עשויים לרוץ חם יותר, לייצר חומוס אמין, או לסבול יעילות מופחתת, במיוחד אלה עם אספקת כוח קיבולי או זמן רגיש, עלולים להיות פגומים או להיות פגומים בתרחיש, באמצעות חומרים לא יעיל עבור בדיקות לא יעיל, אבל זה יכול להיות יעיל עבור כל אמצעי זהירות, אבל לא יעיל עבור כל אמצעי זהירות, אבל זה יכול להיות יעיל עבור כל אמצעי תקשורת לא יעיל.

גרי-טיד-טיד Inverters

מונעים מעוגלים נועדו להתחבר ישירות לרשת השירות ובדרך כלל אין להם יכולת גיבוי סוללות.הם משמשים במערכות סולאריות שמאכילות עודף כוח בחזרה לרשת (מ"ג) עם זאת, חומרים סטנדרטיים ברשתיים סגורים באופן אוטומטי כאשר הרשת יורדת (האנטי-איסינג בטיחות), אשר הופך אותם חסרי תועלת במהלך שחור ללא מגע עם סוללה ועברה מוגבלת, אך הם יכולים להיות מוגבלים בסוללות (אך לאומנים) אך ורק לאחר מכן, אך הם יכולים להפעיל לחץ דם מודרני.

Inverters היברידית (Multi-mode Inverters)

מופנמים היברידיים, הנקראים גם מולטי-מודד או דו-ממדיים, משלבים את הפונקציות של רשת-המונעת, מטען סוללות, ו- off-grid in one Unit.הם יכולים לפעול במצב מוכוון ברשת, אך כאשר הרשת נכשלת, הם עוברים אוטומטית למצב האי המופעל על ידי סוללות - לעתים קרובות חלקה.

Off-Grid Inverters

מדפים Off-grid נועדו עבור מערכות שאין להן קשר לרשת השירות.הם בדרך כלל עומדים ומבוססים רק על סוללות ומקורות מתחדשים.הם פשוט יותר ולעתים קרובות יותר ממודלים היברידיים.בתחומים בעלי ערך אסון, אשר עשויים שלא הייתה להם גישה אמינה, מחוץ ל-grid in-grid in-grid in a validative in asoloratives, הם יכולים להיות חלק ממיקרוגרידיים עמידים, אך אינם יכולים לספק כלי ותרם או למתן גישה גמישים, ללא יכולת מוגבלת, ללא שימוש בגמישות נוספת.

דוגמאות ל-Case Studies and Real-World

The following examples illustrate how inverters have been successfully deployed to improve power resilience in disaster-prone regions.

פורטו ריקו לאחר הוריקן מריה (2017)

כאשר הוריקן מריה הרס את רשת פורטו ריקו, והותיר 1.5 מיליון אנשים ללא כוח במשך חודשים, מערכות סולריות עם מופנים הפכו לתשתיות מצילות חיים. ארגונים כמו פרויקט Barrio Eléctrico מותקנת מערכות היברידיות במרכזים קהילתיים ובתים.מערכות אלה, תוך שימוש בגל חטא טהור במתקני אי, הפעלת מקררים לתרופות, אורות, ותחנות טלפון אפשרו לסוללות קלות של יום אחד, אפילו לסוללות כוח מחוסנים.

הפיליפינים - Typhoon-prone Island Microgrids

בפיליפינים, איים מרוחקים רבים מסתמכים על גנרטורים דיזל יקרים כי הם פגיעים לאספקת דלק הפרעות במהלך הקלדה.בנק לפיתוח אסיה במימון מיקרוגרריד פרויקטים המשלבים PV, אחסון סוללות, ומולידים היברידיים. אלה מופנים לאפשר מיקרוגריד לפעול במצב כאשר הרשת העיקרית (אם יש הנוכחי) נכשלת, וגם לשלב גנרטורים בצורה חלקה כמו גיבוי של ה-Revert in ייצוב ו- 12 שעות טיפוליות עבור תאים קריטיים של טיפול תרופתיים, אשר משפרים, אשר הוא שיפור של תאים קריטיים של טיפול תרופתיים של טיפול תרופתיים, ו- 12 שעות טיפוליים, אשר הוא 12 שעות טיפול תרופתיים.

נפאל - רעידת אדמה ושיקום בריאות כפרי

לאחר רעידת האדמה גורקה ב-2015, למשרות בריאות כפריות רבות בנפאל לא היה כוח במשך שבועות, לעכב את התגובה חירום.בשיתוף עם ארגונים לא ממשלתיים, מערכות שמש- פלוס-מטור עם חומרים באיכות גבוהה לא הותקנו בעשרות מתקני בריאות.הפולשים נבחרו על מנת להתמודד עם עומסים ממקררים וציוד רפואי.הם אפשרו גם המערכות להיות מופקדות מפני גיבוי קטן כאשר הם לא מספיקים את הצורך בתחזוקה נמוכה של מערכת ה-DC.

יישום Inverters באזורי אסון-prone: מדריך מעשי

יישום מוצלח מעבר לרכישת החומרה הנכונה.זה דורש תכנון זהיר, מעורבות קהילתית ותמיכה מתמשכת.צעדים הבאים מתווה מסגרת עבור פריסת מערכות חוסן מבוססות-על.

צריכת אנרגיה וסיכון אסון

הצעד הראשון הוא הערכה יסודית של עומסי העבודה של הקהילה: אילו מכשירים וציוד יש להפעיל במהלך ואחרי אסון? זה כולל תאורה למקלטים, תקשורת (רדיו חוזר, טעינה טלפונית), משאבות מים, ציוד רפואי, קירור לתרופות, ותשתית IT לתיאום, גם לא מספיק, להעריך את הסיכונים: תדירות ומשך של רשתות החוצה, סבירות של מחסור בדלקים, תחזוקה מהירה, לחץ סביבתית, כמו גם על מנת לעמוד בחשיפה מהירה, לחץ אווירי לחץ סביבתית, לחץ אווירי לחץ אווירי לחץ דם, לחץ דם, לחץ סביבתי (למשל, לחץ דם).

עיצוב מערכת ובחירת חתומה

בהתבסס על הערכת העומס, עיצוב מערכת הכוללת

• (FLT:0) קיבולת בלתי נמנעת: 1FLT בחר מופנם שיכול להתמודד עם עומסים רצופים וגלויים (אופנועים ומשאבים יכולים לצייר 3-7 פעמים זרם הריצה שלהם על ההפעלה).
• (FLT:0)בנקים חומריים: 1.FLT מספק מספיק אחסון כדי לכסות את משך היציאה הצפוי, בדרך כלל 24-72 שעות עבור אזורים רבים של אסון-פרון סוללות (למשל, LiFePO4) מציעים חיים ארוכים יותר, יעילות גבוהה יותר, ותקנה קלה, אם כי יש להם עלות גבוהה יותר.
• מקורות:0 (מקורי ההרחבה: FLT:1 השמש היא המקור האמין ביותר לאחר-דיסקסטר.Sizing את מערך השמש כדי להתאים את יכולת הסוללה ואת העומס היומי מבטיח המערכת יכול לטעון מחדש גם כאשר הרשת יורדת. Optionally, כולל קלט גנרטור שיכול לטעון סוללות וכוח עומסים בו זמנית באמצעות מטען סוללות מובנה של inverter.
• (FLT:0) חיבור והגנה: FLT:1 Installers, מתפתלים וניתוק כדי לעמוד בקודים חשמליים.

התקנה וועדת

ההתקנה צריכה להיעשות על ידי חשמלאים מוסמכים המוכרים הן מערכות AC והן DC.המנהל חייב להיות רכוב במיקום נקי, יבש, יבש, מאוורר (או מתחם חיצוני) יש להציב באזור בטוח עם בקרת טמפרטורה.קרקע נכונה וחיבור הם חיוניים לבטיחות ולמנוע נזק בציוד.הכולל בדיקה של כל מצבי: סוללות מחוברות רשת, רק סולרית, טעינה, טעינה סולרית, טעינה, וטעינה להגדרה של מערכת הפעלה ידנית עבור מפעילי מערכת הפעלה חלקה.

הכשרה ורכישת יכולת

מערכות סוללות ומערכות סוללות דורשות מידה מסוימת של ידע משתמש עבור תפעול יעיל ופתרון בעיות.רכבת תושבים מקומיים או צוות המתקן על:

• ניתוח בסיסי: כיצד להפוך את המערכת על / off, הפרש אורות אינדיקטור או להציג קוראות.
• ניהול עומס: אילו עומסים הם קריטיים וכיצד להימנע מעומס יתר על הדחף.
• מעקב: בדיקת מצב הסוללה של מטען, ייצור סולארי ובריאות המערכת.
• תחזוקה בסיסית: ניקוי מסננים אוויריים (אם בכלל), בדיקת חיבורים והחלפת רכיבים קטנים.
• בטיחות: נהלים לטיפול סוללות, מניעת הלם חשמלי ובטיחות אש.

חומרי הדרכה צריכים להשתמש בשפה פשוטה וסיוע חזותי.חשב הקמת "ועדת אנרגיה" מקומית שיכולה לקחת בעלות על המערכת ולתאם עם טכנאים חיצוניים לתיקון גדול.

תחזוקה וספאר חלק מאסטרטגיה

מערכת גמישה חייבת להיות תוכנית תחזוקה. מופנים הם בדרך כלל אמינים, אבל האוהדים יכולים להיכשל, קשרים יכולים לקרוס, סוללות מכווץ. לשמור על מלאי חילוף כולל פתיחות, פורצים, מלוטש אם אפשרי, ומחברים סוללה.לייסד לוח זמנים תחזוקה: בדיקות חזותיות חודשיות, מסופיות רבעון ובדיקות שנתיות באמצעות עומס בנק, כדי למנוע מהיר של ספקים, כמו גם כדי להבטיח בעיות תחזוקה מקומיות ואבטחת צוותים, יכולות להיות מסוגלות.

שילוב עם מערכות עמידות אחרות

לא פעם משתמשים במתחרים בודדים פועלים בבידוד.יעילותם מכפילה כאשר הם משולבים עם מערכות משלימים.

קרינת צילום: Solar Photovoltaic Arrays

השמש היא המקור המתחדש הנפוץ ביותר בשילוב עם מופנים בתכנון אסון.אלגוריתם MPPT של מופנם שואב כוח מקסימלי מן הלוחות אפילו תחת תנאים חלקיים או משתנים.עבור אזורים לאסון, לשקול שימוש בלוחות מונוקלנסיביים בעלי מסגרות חזקות וקופסאות חסימת מים.המנע צריך לתמוך במתח גבוה כדי למזער הפסדים מתפתלים ומאפשרים טמפרטורות ארוכות יותר.

סוללות אחסון מערכות

הסוללה היא מאגר האנרגיה שהמשט שואב במהלך גיל ההתבגרות.באופן גובר, סוללות ברזל ליתיום (LiFePO4) מועדות בשל חיי המחזור הארוך שלהם (3,000-5,000 מחזורים), סובלנות טמפרטורה רחבה, ומערכות ניהול סוללות בנויות (BMS) שמגנות מפני עומס יתר, פריקה עמוקה ועיגולים קצרים.המנעו להיות תואם לפרוטוקול התקשורת של סוללות (למשל, למנוע טיפול תרופתי) או לטעינה על מנת להתאים את בעיות סוללה.

גיבוי גנרטורים

באסונות ארוכי טווח, שבו טעינה סולארית עשויה להיות לא מספקת (למשל, כיסוי ענן ממושך או מונספון), גנרטור גיבוי יכול לטעון סוללות או עומסי חשמל ישירות דרך המהפך.מ.מ. חומרים היברידיים יכולים להתמודד עם הגנרטור להתחיל / לעצור באופן אוטומטי ולנהל עומסים כדי להימנע עומס יתר על הגנרטור. גישה היברידית זו (סול + גנרטור) נחשבת לפרקטיקה הטובה ביותר עבור רמות ביעילות של עמידות נמוכה של מנועי ריצה (מריצה) במנועי דיזל מופעלת מאוד).

מפקחים ותקשורת

עבור מערכת ברמת הקהילה, מספר מופנים ניתן מקבילים כדי להגדיל את היכולת ולספק אדמוניות.בקר מיקרוגרין יכול לתאם מופנמים, לנהל לשפוך עומס, וייעל זרימת אנרגיה. בתרחישים אסון, תקשורת בין מופנים לבין בקר מרכזי יכול להתבצע באמצעות Ethernet חוטי או אלחוטי, אם כי אלחוטי יכול להיות לא אמין במהלך מקרי חירום.

מדיניות, מימון ושיקולים קהילתיים

טכנולוגיה לבדה אינה מספיקה; ההקשר החברתי והפיננסי קובע הצלחה ארוכת טווח.באזורים של אסון, מספר גורמים תומכים בפריסת בר-קיימא.

תוכניות להורדת סיכונים של אסון לאומי

ממשלות וסוכנויות בינלאומיות הן יותר ויותר כולל אנרגיה מתחדשת מבוזרת במסגרת המוכנות לאסון שלהם.תוכניות כגון הבטחת האקלים של UNDP ותוכנית הסיוע של מגזר האנרגיה של הבנק העולמי (ESMAP) מממנו מערכות מבוססות למנועי מקלט בתחומים פגיעים.כאשר יישום פרויקטים, תואמים עם יוזמות אלה כדי לגשת במימון, תמיכה טכנית והדרכה מדיניות.

בעלות והשתתפות

מערכות בבעלות ונוהלות על ידי הקהילה יש שיעורי הצלחה גבוהים יותר לטווח ארוך.מנהיגי נשים, קבוצות נשים, ונוער בתהליך התכנון.חשב מודלים כגון שיתופי אנרגיה שבו חברים תורמים בעלות למעלה ועלויות חודשיות עבור תחזוקה וחליפים.הכנסות ממכירת עודף כוח (למשל, תחנות טעינה טלפונית נייד) יכולות ליצור קרן בת קיימא עבור התרחבות עתידית של הקהילה להבטיח את המערכת מיועדת לצרכים מתקדמים ומיומנויות תפעוליים עבור תפעוליים בפועל.

מימון מכניזם

העלות העליונה של מערכת חומרים איכותית (בדרך כלל $1,000- $5,000 עבור משק הבית, עד עשרות אלפי עבור הקהילה מיקרוגרריד) יכול להיות מחסום. מימון חדשני כולל מודלים תשלום כמו-אתה-גו, מיקרו-לואנס מאיגודי אשראי, מענקים מארגוני סיוע אסון, ושותפויות אשראי ציבוריות-פרטיות יכול גם להיות נחקר עבור מערכות מבוססות השמש.

מסקנה

מונעי חשמל הם הרבה יותר מאשר ממירי כוח פשוטים; הם המנוף של עמידות כוח מבוזרת מודרנית לצבור כוח חוסן. באזורים בעלי יעילות אסון, שבו הרשת יכולה להיכשל ללא תנאי ובמשך תקופות ארוכות, מונעים כוח מיידי, משלבים מקורות אנרגיה מתחדשת אשר חסינים יותר ויותר על ידי מחסור בדלק, וייצוב איכות הכוח להגן על ציוד קריטי.

[ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה'] [ה']'[ה]'[ה]']'[ה]']'[ה']'[ה]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']']'[ה'