ככל שהאפקטים של שינויי האקלים מתגברים, אירועי מזג אוויר קיצוניים – אורקטינים, שריפות בר, גלי חום, סערות קרח, ושיטפונות – גדלים בתדירות ובחומרה.אירועים אלה חושפים פרצות קריטיות ברשת החשמל המרכזית, אשר לעתים קרובות מכים על בסיס לא מקוון במשך ימים או שבועות כאשר קווי שידור מוצפות או תת-קבוצות הן מוצפות.

מערכות הדור המפוכחות

הדור המנופל מתייחס לגישה מבוזרת לייצור חשמל, שבו הכוח נוצר או בסמוך לנקודה של הצריכה.בניגוד למודל המסורתי של תחנות כוח גדולות, מרכזי משדר חשמל למרחקים ארוכים, מערכות DG ממוקמות על גגות, בשכונות, או על נכסים מסחריים. Common Technologies כוללת מערךים סולאריים פוטו-וולטאיים (PV), טורבינות רוח קטנות, גז טבעי או דיזל, ותאים מקבילים (Pex) עם מערכות חשמל מתוחכמות) וחשמליות (Pexed) יכולות לפעול עם תאים מתוחכמות) עם תאים מתוחכמות (מדומים, עם תאים).

היתרונות של DG להאריך מעבר חוסן.הם להפחית את אובדן השידור, פליטות פחמן נמוכות (במיוחד כאשר בשילוב עם מקורות מתחדשים), defer יקר שדרוגים ברשת, ולספק חיסכון בעלויות אנרגיה למשתמשי קצה.עם זאת, תכנון למזג אוויר קיצוני דורש שיקולים נוספים: רכיבי DG חייבים להיות מחוספסים פיזית, ממוחזרים כראוי, ומשתלבים עם בקרה שיכולים לנהל באופן אוטונומי את האי ולהתחבר מחדש של מחלקת האנרגיה של ארה"ב.

עקרונות עיצוב עבור הדור הפגום

בעוד שכל מערכת DG היא ספציפית לאתר, קבוצה של עקרונות עיצוב אוניברסליים תחת חוסן בפני מזג אוויר קיצוני.עקרונות אלה מנחים החלטות על בחירת ציוד, פריסה, בקרה ופרוטוקולים תחזוקה.

1. דיקטטורה

Redundancy מבטיחה כי נקודה אחת של כשל אינה מחלחלת למערכת כולה.ניתן להשיג זאת על ידי התקנת מקורות דור מרובים - כגון מערך סולארי ששלמה על ידי גנרטור גז טבעי - או על ידי אחסון אנרגיה גיבוי.עבור מתקנים קריטיים כמו בתי חולים, תחנות אש, מקלטי חירום, ריצוף אדום הוא לעתים קרובות מצריך קודים.מערכת מעוצבת היטב עשוי לכלול ארכיטקטורה כפולה שבה מקור אחד יכול לקחת חלק אחר, אם לא ניתן היה לבצע פעולות סוללה, אם לא ניתן היה מסוגלות, כמו גם אם הם לאפסת, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, למשל, כמו בתי חולים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו בתי חולים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו כן, כמו כן, אם הם לא מצליחים, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו בתי חולים עם בנקים עם בנקים, כמו גם אם הם לא מצליחים, אם הם לא מצליחים, כמו גם אם הם לא מצליחים, כמו כן, כמו גם כן, כמו בתי חולים, כמו כן, כמו גם כן, כמו כן, אם הם לא מצליחים להחזיק את מערכת מפלט

2. Modularity

עיצוב מודולרי מאפשר מערכות DG להתרחב, לתקן מחדש, או לתקן במהירות.במקום גנרטור גדול אחד, גישה מודולרית משתמשת כמה יחידות קטנות יותר שניתן להחליף או להוסיף כצרכים שינוי. במזג אוויר קיצוני, אם מודול אחד ניזוק, השאר יכול להמשיך לפעול.מודולריות גם סימולטורים לוגיסטיים: רכיבים חלופיים קלים יותר לתחבורה ולהתקין.

3.התיישבות

ריכוז כל הדור במיקום אחד יוצר נקודה אחת של פגיעות.התקצות מחלק יחידות DG על פני שטח גיאוגרפי - מעבר לקמפוס, שכונה, או עיר.אם קרורדו או שריפה מפרה מתקן אחד, אחרים נשארים באינטרנט.עקרון זה חשוב במיוחד עבור פונקציות קהילתיות חיוניות, כגון משאבת מים, תקשורת, ומערכת מבוזרת מחדש.

4.רובוט תשתיות

קשה גופנית היא בלתי-נשכחת באזורי מזג אוויר קיצוניים. לוחות סולאריים חייבים להיות מדורגים עבור רוח גבוהה ורד; טורבינות רוח צריך מערכות מתפתלות סערות עמידים ומגדלים חזקים צריך חותמות מים כדי למנוע שיטפון, ו conduit רץ צריך להיקבר או להעלות.

מערכות בקרה חכמות

מערכות DG עמידות הן רק יעילות כמו הפקדים שמנהלים אותן.חיישנים מתקדמים, בקרים לוגיים הניתנים לתוכנה (PLCs), ומערכת ניהול אנרגיה לפקח על רשתות, דרישות עומס ומעמד גנרטור בזמן אמת. כאשר הרשת העיקרית נכשלת, בקרים חכמים יכולים באופן אוטומטי אי המערכת - חיבור לרשת ו גנרטורים שחורים - כדי למנוע הזנת אחורית ולהבטיח שהם יכולים גם לייעל את הפקדים על ידי מערכת ההפעלה או לייעל את האבטחה של 15 נקודות בקרה סטנדרטית, כדי להתאים את אמצעי אחסון, או להורדת אבטחה, או להורדת אבטחה, או להורדת אבטחה, או להורדת אבטחה, כלומר, כדי לשפר את אמצעי אחסון סטנדרטית, כדי לשפר את אמצעי אחסון מאובטח, כדי לשפר את מערכות אחסון מאובטח, כדי לשפר את אמצעי אחסון מאובטח, או לתקן, או להורדת אבטחה, או לתקן את רמת אבטחה, כדי לאפשר למערכות אבטחה, או לתקן את אמצעי אחסון של 15 נקודות אבטחה, כדי לשפר את אמצעי אחסון של 15 נקודות אבטחה, או לתקן את אמצעי אחסון מאובטח, או להורדת אבטחה, או להורדת אבטחה, כדי לאפשר מנגנוני אחסון מאובטח, כדי לאפשר מנגנוני אחסון של 15 נקודות אבטחה, כדי לאפשר מנגנוני אחסון של 15 נקודות אבטחה, כדי לתקן את אמצעי אחסון של תאים קריטי, כדי לתקן את

יתרונות מרכזיים למזג אוויר קיצוני

מעבר לעקרונות עיצוב, בחירת הרכיבים הנכונים והגדרתם כראוי הוא חיוני.ארבעת אבני הבניין העיקריים של DG-דור גמיש, אחסון, אלקטרוניקה כוח, וחיבור - כל אחד מציב אתגרים ייחודיים בתנאים קיצוניים.

דור: השמש, הרוח וגיבוי

סולסול PV הוא טכנולוגיה פופולרית DG בשל עלויות התפעול הנמוכות שלה והורדת מחירי החומרה.עם זאת, הפלט שלה משתנה ויכול לרדת לאפס במהלך הסערות או בלילה. כדי לשמור על חוסן, השמש חייבת להיות מצוידת באחסון או גנרטור גיבוי הניתן למסירה של טורבינות רוח יכולות להשלים סולריות, במיוחד באזורי החוף או מישורים שבהם סופות לעתים קרובות מביאות רוחות חזקות, אך הן דורשות לשבת כדי למנוע מגנרטורים טבעיים, אם הם עלולים להישאר ממושכים יותר, או למנוע ממערכות דלק קטנות יותר, אם כיפות אוויריות, או תאים טבעיים.

אחסון אנרגיה: סוללות ומעבר

אחסון אנרגיה הוא המנוף של סוללות DG. Lithium-ion (גם יישומים מובילים-acid וחדשניים יותר LiFePO4 כימאים) יכול לספוג עודף אנרגיה מתחדשת ושחרור זה בעת הצורך.הם מספקים גם רגולציה תדירות ותמיכה במתח, שיפור איכות הכוח הכוללת. עבור חוסן, אחסון צריך להיות בגודל של עומסים קריטיים עבור לפחות 24 עד 48 שעות, פוטנציאל להורדת סוללות קירור אוויריות (p) ו-R.

חשמל ומכשירים

המדפים והממרים כי ממשק גנרטורים וסוללות עם עומסים והרשת חייבים להיות מסוגלים לאיסר, רגולציה מתח, בידוד לקויה. במזג אוויר קיצוני, מכשירים אלה צריכים לעמוד בפני קיצוניות טמפרטורה ולחות. מעכבים מתקדמים יכולים לספק תמיכה ברשת גם כאשר הרשת העיקרית היא שלם, ויכולים ליצור "לוחמי מיקרוגריד" כאשר אי מוסמך ל- IEEE 154 הם חיוניים עבור יצרני בטוח ויעילים עכשיו עבור מזחלים.

חיבור והעברות העברה

כיצד מערכת DG מתחברת לרשת הראשית קובעת את יכולתה של אי. מתגי העברה אוטומטיים (ATS) הם סטנדרטיים; הם מזהים רשת החוצה וניתוק מערכת DG תוך חיבור עומסים קריטיים לדור המקומי.המתגים האלה חייבים להיות מדורגים עבור האשמה המלאה הנוכחית והמחזורית הבדיקה תחת עומס קבוע.עבור קמפוסים רבים לבניית אתרים, רשת משנית עם להאכילים אדומים יכול לבודד חלקים קרקעיים והופכים ל- 7K2 קריטיים).

אסטרטגיות ל- Enhancing Resilience

הצבת העקרונות והרכיבים לפרקטיקה מחייבת אסטרטגיות קונקרטיות המותאמות לסיכונים המקומיים. להלן הן גישות מוכחות שיושמו בפרויקטים של DG בעולם האמיתי.

מערכות היברידיות: שילוב מקורות חידושים ואמנה

מערכות DG היברידיות שמשתנה מתחדשים (סולאר, רוח) עם גיבוי הניתן למסירה (מדיזל, גז טבעי או ביוגז) מציעים את הטוב ביותר של שני העולמות: פליטות פחמן נמוכות בתנאים רגילים וכוח מובטח במהלך הפסקות מורחבות.שליטה יכולה לשלוח את הגנרטור רק כאשר עתודות סוללות נמוכות או במהלך תקופות ארוכות של דלקות מעוגנות.

שילוב מיקרוגרי

( ⁇ ) הוא קבוצה מקומית של מקורות DG, אחסון, ועומסים שיכולים לפעול מחוברים או עצמאי של הרשת הראשית. מיקרוגרואידים הם הביטוי האולטימטיבי של חוסן DG, הם יכולים לשרת בניין יחיד או קהילה שלמה. במהלך הוריקן סנדי, המיקרוגרריד באוניברסיטת פרינסטון שמר על הקמפוס התפעולי בעוד האזור שמסביב היה שחור לאחרונה, אגם כחול חום מציע ניתוחי חשמל ממיקרו-Fird, בתנאי ניתוח חומרים ספציפיים של ציוד אבטחה, וספורט אלקטרוני, בתנאי שקוגניבהקרדיקלידוניים, בתנאי שגודלוריד (CDC) של חברת האבטחה של חברת האבטחה של חברת האבטחה של חברת פרינסטון, ו-FLTFR.

אופטימיזציה של אנרגיה

לא צריך להיחשב לאחר מחשבה. sizing נכון כרוך לא רק קילוואט שעות אבל גם יכולת כוח (kW) כדי להתחיל מנועים ודחוסים.אם הרשת העיקרית היא לא אמינה, סוללות צריך להיות בגודל כדי להתמודד עם עומסים כגון מעליות מוטוריות או ציוד רפואי. מתקדם ניהול סוללות (BMS) יכול להגן מפני מפלט תרמי, שהוא סיכון באקלים חם, דורש סוללות חם, כלומר, כדי לשמור סוללות חום, כדי למנוע סוללות.

תחזוקה רגילה ובדיקה

מערכת שיושבת בדל במשך חודשים עשויה להיכשל כאשר נדרשה רוב. Resilient DG דורש תרבות של תחזוקה: תרגילים שבועיים גנרטורים, בדיקות כושר סוללה חודשי, ובדיקות בנק שנתיות עבור גנרטורים דיזל. לוחות סולאריים צריכים ניקוי בסביבות אבק או ash-laden. Inverters צריך להיות אוהדי קירור שלהם ופילטרים אוויריים נבדקים.

עמידות משותפת

מערכות DG בודדות הן חזקות, אך חוסן קולקטיבי מכפיל את השפעתן. מיקרו-צמחים קהילתיים משותפים – שבו קבוצה של בתים או עסקים מבריכים משאבי שמש ואחסון – יכולים לספק כוח גיבוי למתקנים קריטיים כמו חנויות מכולת, תחנות גז ומגדלי תקשורת. תוכניות כמו REV של ניו יורק (הודיעו לחזון אנרגיה) מעודדות מיקרו-צמחים מבוססי קהילה זו.

מחקרים על DG פעיל

יישום בעולם האמיתי מספק שיעורים יקרים.כאן שלוש דוגמאות המוכיחות כיצד העקרונות והאסטרטגיות לעיל משחקים בתנאים קיצוניים של מזג אוויר.

פורטו ריקו: סולרי + Storage Microgrids לאחר הוריקן מריה

בשנת 2017 הרסה הוריקן מריה את רשת פורטו ריקו, והותירה כמעט 3.4 מיליון תושבים ללא חשמל במשך חודשים.בתגובה, ארגונים כגון ללא מטרות רווח FLT:0Honor the EarthFLT:1 וקואופרטיבים מקומיים מותקנים מיקרו-צמחונים סולריים במרכזי קהילה, מרפאות בריאות ובתי ספר בולטים הוא מיקרוגרם השמש במרכז של צדק סביבתי וחברתי ב-Holacao, הכולל גם סוללות קריטיות, אך לא נמשך 30 קילוואט, אלא גם כן, אלא גם כן, אך ורק לאחר מכן, ומערכת אחסון שמש, אך ורק לאחר מכן, ו-30 קילוואטארית, אך ורק לאחר מכן, ומערכת אחסון שמש, ומערכת אחסון.

פלורידה: הוריקן-Resistant Solar Carports

לאחר הוריקן אירמה בשנת 2017, קהילת חוות הבקוק בפלורידה - עוצבה כ"עיר גמישה" מן הקרקע - התקנת מערך סולארי של 75 מ"ג יחד עם מערכת אחסון סוללות 1MW סוללה. לוחות השמש רכובים על מדפים המבוססים על הקרקע שיכולים לעמוד 160 רוחות קמ"ש, נבדק באמצעות תקני בנייה במהלך הוריקן ב-2022, ברבד לא איבד כוח, למרות החשיבות הנרחבת של תחנות דלק מתוחכמות וקטים, כולל את טמפרטורת המים המיקרוגלנטנים.

באזורי סחר בשריפות, כלי רכב יותר ויותר ליישם את הפסקות כוח הציבור (PSPS) כדי למנוע קווים מלמטה מלהבות מלהבות.אירועים אלה PSPS יכולים בימים או שבועות. במחוז סונומה, הקהילה של חוות הים מותקנת מיקרוגריד קהילה עם 4MW של מערכת השמש ו- 8MW של אחסון.

כיוונים עתידיים של הדור האומלל

התחום מתפתח במהירות.שלוש מגמות יגדירו את הדור הבא של מערכות DG המתחדשות: בינה מלאכותית, שיפור מזג האוויר הצפוי שילוב ומסגרות מדיניות תומך.

AI-Driven Controls ו- חיזוי

אלגוריתמי למידת מכונות יכולים לנתח נתוני ביצועים היסטוריים, תחזית מזג אוויר, ותנאי רשת כדי להתאים את פעולת מערכת DG. לדוגמה, AI יכול לטעון ספייקטים במהלך גלי חום ולהמליץ על מבנים טרום-מנועיים או סוללות טעינה מוקדם.זה יכול גם לזהות סימנים מוקדמים של הפחתת ציוד - כגון דפוסי טמפרטורה לא תקינה - ותחזוקת לוח זמנים לפני כישלון. חברות כגון Origami Energy ו- AutoG הן פלטפורמות מסחר כגון מחשוב, אפילו יתרון נמוך של AIG.

אינטגרציה עם תחזית מזג אוויר מתקדמת

חוסן הוא פרואקטיבי, לא פעיל.על ידי התעלמות מנתוני מזג האוויר בזמן אמת ממקורות כמו המינהל הלאומי לאוקיינוסים ואטמוספירה (NOAA) וספקים פרטיים, מערכות הבקרה של DG יכולות לצפות מסלולים סוערים, גלי רוח, ושינויים בקריפטנציה סולרית במהלך גישה הורית, מערכת יכולה באופן אוטומטי לרוקן סוללות לקיבולת של סערות שחורות, תוך לשפוך עומסים לא קריטיים ועננים השמש מגיעים לפני ש"ילדים"מתאים" (הים" (Ricernacro-Ricandrevetexernagídung) ו-Rínung) ו-S) ו-S) ב-Rínavenunging) ב-Rínacrotennaphernaphine) ו-Rínnamexretonaphic Shores) ו-Rínung) ו-Rírexitexernaphtexine) ב-Rínungtexine) ב-Rínungestonamexine) ב-Rínungtexaphtexínungestonaphtexine) עננים" (מצפופים

מדיניות ריכוזיות ותקני תשתיות חיוניות

מדיניות הממשלה תופסת טכנולוגיה.משרד הבריאות של ארה"ב של מדינת החוסן גריידינס של אנרגיה ו- Tribal Formula גרנטs להקצות מיליארדים למדינות עבור תשתיות קשיחות, כולל מערכות DG. מדינות רבות מציעות כעת זיכויים של מס להשקעה עבור אחסון סוללות בשילוב עם השמש, וכמה שירותים מספקים מכסי חוסן שמש במקום מזהמים (כגון עלויות גמישות) אשר ישלמו ללקוחות עבור יכולת אייתות.

מסקנה

הדחיפות של שינויי האקלים דורשת מאיתנו לחשוב מחדש כיצד כוח נוצר ומופץ.רשתות מרכזיות, בעוד יעיל בתנאים רגילים, הם שופעים בפני קיצוניות. מערכות הדור המנוצלות שנועדו לחוסן כמטרה הליבה - לא לאחר שעקביות - יכולות לשמור על שירותים חיוניים באמצעות הוריקנים, שריפות פרא, גלי חום וסערות קרח.