Ce este generaţia distribuită?

Generaţia distribuită (DG) se referă la implementarea unor tehnologii de generare a energiei de mici dimensiuni, care sunt situate în apropierea punctului de consum. Spre deosebire de centralele electrice centralizate convenţionale care alimentează electricitatea pe linii lungi de transport şi distribuţie, producţia distribuită cuprinde panouri fotovoltaice solare (PV), turbine eoliene mici, centrale termice combinate (CHP), pile de combustie şi stocare a bateriilor. Aceste sisteme pot funcţiona în paralel cu reţeaua de utilităţi sau funcţionează ca microgrile independente. Agenţia Internaţională pentru Energie observă că capacitatea DG a crescut rapid în ultimul deceniu, determinată de scăderea costurilor tehnologice şi de sprijinul politic.

Caracteristica definitorie a producției distribuite este modularitatea și apropierea sa de utilizatorii finali. O rețea solară de acoperiș pe un spital, o turbine eoliene comunitare sau un generator de gaz natural de rezervă într-o instalație de tratare a apei toate se califică drept DG. Atunci când sunt agregate, aceste resurse pot acționa ca o centrală electrică virtuală, oferind suport de energie electrică, tensiune și servicii de răspuns la cerere. Important, sistemele DG pot fi concepute pentru a funcționa în modul

Rolul critic al generaţiei distribuite în timpul pandemiilor

Pandemics pune un stres fără precedent pe rețelele electrice. Lockdowns transferă cererea de energie electrică din zonele comerciale în zonele rezidențiale, lanțurile de aprovizionare pentru combustibil și piese de schimb sunt perturbate, iar disponibilitatea forței de muncă de utilitate poate fi redusă din cauza unor protocoale de boală sau de siguranță. În timpul ]COVID-19 pandemia, multe regiuni au suferit întreruperi de energie cauzate de lipsa forței de muncă și de creșterea sarcinilor de la școală, muncă la distanță și telesănătate. Generația distribuită abordează direct aceste vulnerabilități.

Resilience sporită a grilei

Sistemele electrice centralizate sunt vulnerabile la puncte unice de eșec

Sprijinirea infrastructurii critice

Spitalele, centrele de răspuns de urgență, staţiile de tratare a apei și centrele de distribuție a alimentelor nu își pot permite nici măcar scurte întreruperi de energie în timpul unei crize de sănătate. Generația distribuită

Reducerea pierderilor de transmisie și a cererii de Spikes

Într-o reţea tradiţională, aproximativ 5 ian10% din electricitate se pierde ca căldură în timpul călătoriei prin liniile de transport şi distribuţie. Generând energie electrică la punctul de utilizare, DG elimină practic aceste pierderi. În timpul unei pandemii, când consumul rezidenţial poate creşte cu 30% sau mai mult în timpul zilei, generaţia locală de energie solară poate rade cererea maximă, reducând stresul asupra staţiilor şi transformatoarelor. Această capacitate de răspuns la cerere contribuie la prevenirea scurgerilor de curent şi fluctuaţiilor de tensiune, care sunt deosebit de dăunătoare pentru echipamentele medicale sensibile şi depozitarea alimentelor.

Activarea muncii la distanță și a sănătății prin telesănătate

Blocajele extinse au forțat trecerea rapidă la munca la distanță și la consultările medicale virtuale .Atât în cazul energiei electrice fiabile pentru conectivitatea la internet, dispozitivele informatice și infrastructura de comunicații. Generația distribuită la nivel comunitar sau de cartier poate menține nodurile în bandă largă și turnurile de celule operaționale chiar și atunci când rețeaua principală se defectează. În zonele rurale, unde fiabilitatea rețelei este adesea mai mică, DG poate reduce decalajul, permițând accesul echitabil la muncă la distanță și la sănătate prin telesănătate în timpul unei situații de urgență de sănătate publică.

Provocări pentru adoptarea extinsă a generaţiei distribuite

În ciuda beneficiilor sale clare în timpul pandemiilor, generarea distribuită se confruntă încă cu mai multe bariere care limitează pătrunderea acesteia în economiile dezvoltate și în cele în curs de dezvoltare.

Costuri inițiale ridicate

Deși costurile tehnologiilor solare și eoliene au scăzut dramatic, investițiile inițiale pentru un sistem complet DG

Reglementări și politici

În multe jurisdicții, reglementările învechite au fost concepute pentru un model centralizat de utilitate și nu permit interconectarea ușoară a resurselor distribuite. Politicile de contorizare netă variază foarte mult, iar unele utilități impun tarife de așteptare ridicate sau procese complexe de autorizare care descurajează instalațiile DG. În timpul unei pandemii, aceste întârzieri birocratice pot împiedica implementarea rapidă a soluțiilor de energie electrică de urgență. Standarde de interconectare simplificate și tarife de reziliență care în mod explicit valoarea DG în timpul crizelor ar putea accelera adoptarea.

Cerințe privind intermitența și stocarea energiei

Generarea de energie solară și eoliană sunt în mod inerent variabile

Securitatea cibernetică și integrarea rețelelor

Generaţia distribuită introduce noi puncte de intrare pentru atacurile cibernetice, în special atunci când mii de dispozitive sunt conectate prin intermediul invertoarelor inteligente şi reţelelor de comunicaţii. Un invertor solar compromis ar putea fi folosit pentru a destabiliza un alimentator local sau chiar reţeaua mai largă. Standardele de securitate cibernetică robuste, criptarea şi actualizările periodice ale firmware-ului sunt esenţiale, dar sunt adesea trecute cu vederea în instalaţiile de mici dimensiuni. Operatorii grid se confruntă, de asemenea, cu provocarea tehnică de gestionare a fluxurilor bidirecţionale de energie şi menţinerea stabilităţii tensiunii atunci când o concentraţie ridicată a DG operează pe un singur circuit de distribuţie.

Recomandări viitoare privind perspectiva și politica

Traiectoria pentru generarea distribuită este pozitivă, dar realizarea întregului său potențial de reziliență pandemică va necesita acțiuni coordonate din partea guvernelor, a utilităților și a investitorilor privați.

Progrese tehnologice

Invertoarele inteligente de generaţia următoare pot oferi funcţii de suport pentru reţele, cum ar fi reglarea tensiunii, controlul frecvenţei şi chiar capacitatea de pornire neagră . Toate fără intervenţie umană. Transformatoarele de tip solid şi invertoarele de formare a grilei fac microgrid-urile mai stabile şi mai eficiente din punct de vedere al costurilor. Potrivit ]IEEE Power and Energy Society, aceste tehnologii vor permite DG să treacă fără probleme între modurile conectate la reţea şi cele insulare, sporind rezistenţa fără a sacrifica fiabilitatea reţelei. În plus, inteligenţa artificială şi învăţarea maşinilor pot optimiza expedierea resurselor distribuite, predictând piroane de cerere în timpul unei pandemii şi activând răspunsul la cerere sau la stocare.

Investiții și stimulente

Guvernele ar trebui să trateze DG ca infrastructură critică eligibilă pentru finanțare specifică, în special în cazul situațiilor de urgență în domeniul sănătății publice. Printre exemple se numără Departamentul pentru Energie al SUA Grid Resilience Innovation Partnership și Planul REPowerEU al Uniunii Europene. Proiectele de microgrid comunitar care servesc populației cu venituri mici sau vulnerabile din punct de vedere medical ar trebui să primească finanțare prioritară. Companiile de asigurări și băncile încep să recunoască valoarea rezilienței și pot oferi prime mai mici sau împrumuturi preferențiale pentru facilități garantate de DG.

Microgride comunitare

Poate că cea mai rezistentă configuraţie pentru pandemii este microgrila comunitară

Concluzie: Către un viitor energetic pandemic-rezilient

Pandemia COVID-19 a expus fragilităţi profunde în sistemele energetice centralizate. Perturbările lanţului de aprovizionare, penuria de forţă de muncă şi schimbările bruşte ale cererii au testat limitele infrastructurii tradiţionale de reţea. Generaţia distribuită oferă o cale pragmatică, scalabilă către o mai mare rezistenţă . Nu numai pentru pandemii, ci şi pentru dezastre naturale şi alte urgenţe. Investind în surse locale, surse de energie curate, stocare de energie şi controale inteligente ale reţelelor, comunităţile pot construi un sistem de electricitate care să rămână robust chiar şi sub un stres extrem. Factorii de decizie trebuie să acţioneze acum pentru a actualiza reglementările, a oferi stimulente financiare şi a sprijini cercetarea care face DG mai accesibile şi mai fiabile. Următoarea criză a sănătăţii publice poate veni mai devreme decât se aştepta, iar reţeaua trebuie să fie pregătită.

Referințe externe: