Kasırgalar, depremler, vahşi yangınlar ve sular gibi doğal afetler, günlerce güç olmadan toplumları terk etmek, haftalar veya hatta aylar boyunca kesintisiz olarak kalıcı olarak, kurtarma operasyonlarını kesintiye uğratmak, iletişim ağlarını bozmak, tıbbi bakım ve su ve gıdayı temizlemek için erişim sağlamak.Bu kritik anlarda, güneş destekli mikrogridler elektrik geri yüklemesi için son derece etkili ve giderek daha uygulanabilir bir çözüm olarak ortaya çıktı. Yerel yenilenebilir enerji nesillerini akıllı kontrol sistemleri ile birleştirerek, bu sistemlerle bir araya getirerek, bu sistemlerde daha büyük bir enerji direncine erişmeyi tehdit ediyor.

Güneşli Mikrogridler Nedir?

Mikrogrid, temel fayda ızgarasına veya tamamen bağımsız bir enerji sistemine bağlı olarak çalışabilecek yerelleştirilmiş bir enerji sistemidir. “karanlık modu” olarak bilinen ve enerji akışlarını yöneten bir mikrogrid, sistem güneş enerjisi panelleri, dönüştürücüler, batarya enerji depolama sistemleri ve enerji depolama sistemleridir.

Normal koşullarda, mikrogrid ana şebekeye aşırı güneş enerjisini ihraç edebilir. Bir felaket geniş yer alan karaouta neden olduğunda, kontrol edilen fayda şebekelerinden ve depolamak için kritik yerel yüklerden uzak durur.Bu sorunsuz geçiş, hastanelerin, acil barınakların, su pompalanmasının ve iletişim kulelerinin karanlık olduğu zaman bile gücünü korur.

Güneş mikrogridleri küçük çatı sistemlerinden büyüklüğü, tüm mahalle veya kritik altyapı kompleksine hizmet eden tek bir topluluk merkezi güçlenerek ölçeklenebilir.Teyvi jeneratörleri aksine - sürekli yakıt tedariki ve zararlı kirleticiler - çok miktarda mikrogridler minimum emisyonlara güvenir ve onları özellikle de yakıt lojistiklerinin imkansız hale geldiği uzun süreli acil durumlar için iyi uygun şekilde çalışır.

Solar Microgrids'in Emergencies of Solar Microgrids in Emergencies

Hızlı İş Yönetimi ve Modülerity

Modern güneş mikrogrid sistemleri genellikle prefabrik, kamyonlanmış veya saatlerce etkilenen bölgelere ve operasyonel olarak tasarlanabilir. Örneğin, Solar Electric Light Fund ve Rocky Mountain Institute gibi kuruluşlar, “solar römork” mikrogridler geliştirdi ve ağır makineler olmadan küçük bir ekip tarafından kurulabilir.Bu modüler yaklaşım, yanıt verenlerin güç jenerasyonunu artırabileceği anlamına gelir - örneğin, güneş ışığı gibi organizasyonlar ve bataryalar gibi.

Mobil birimlerin ötesinde, kalıcı güneş mikrogridleri hastanelerde, yangın istasyonlarında ve acil operasyonlar merkezlerinde önceden yüklenebilir. Bir felaketten sonra, bu sabit sistemler otomatik olarak ada ve herhangi bir insan müdahalesi olmadan yedek güç sağlar. ABD Enerji Enerji Teknolojileri Ofisi, geleneksel bakım onarımlarına kıyasla% 50'den fazla zaman kesme işlemine destek verdi.

Güvenilirlik ve Dayanıklılık

Güneş mikrogridlerinin en kritik avantajlarından biri, dağıtılmış kuşak ve yerel depolama içeren bir güneş ışınlarından bağımsız olarak çalışabilme yeteneğidir.Bazı güneş panelleri zarar görürse, sistemin modülerliği diğer paneller ve bataryalar güç vermeye devam eder.

Solar mikrogrids ayrıca “kara başlangıç” yeteneği sunuyor, yani kendilerini ağlardan dışsal güç olmadan yeniden başlatabiliyorlar.Bu, genellikle pillerin tükenmesine veya yakıtın eski olup olmadığı konusunda büyük bir avantajdır. Ayrıca, solar mikrogridler hassas tıbbi ve iletişim ekipmanlarının talep ettiği, şebeke restorasyonu veya dalgalanmaları nedeniyle zararların riskini azaltabiliyor.

Sürdürülebilirlik ve Uzun Süreli Operasyon

Güneş enerjisi her gün mevcuttur ve modern fotovoltaik paneller, en az on yıl boyunca 25 ila 30 yıl boyunca elektrik üretmektedir. Battery depolama sistemleri genellikle son 10 ila 15 yıl boyunca ve uzun bir felaket kurtarma sırasında - büyük bir iletim koridorlarını yok eden 5 kasırga sırasında - sadece güneş enerjisinin sürekli olarak tedarik edilebilir.

Güneş mikrogridleri operasyon sırasında hava kirliliği veya sera gazı emisyonlarını üretmiyor. Bu sadece acil müdahalecilerin ve yerinden edilmiş popülasyonların sağlığını koruyor - aksi takdirde geçici barınaklar için dizel egzozlara maruz kalabilir - ancak aynı zamanda federal ve eyalet iklim direnci hedeflerine de uyum sağlar.

Zaman içinde Maliyet-Effectiveness Over Time

Güneş mikrogrid'in ön sermayesi, karşılaştırılabilir kapasitenin dizel jeneratöründen daha yüksek olsa da, toplam mülk maliyeti genellikle yakıt maliyetlerinden daha düşüktü ve minimum bakım gerektirir - sadece panel ve batarya yönetimi gibi finansal teşvikler 10 yıllık bir süre boyunca ilk yatırımını %30 veya daha fazla felaket bölgelerde azaltılabilir.

Bir acil durum sırasında, maliyet tasarrufları daha da belirgin hale gelir. Yakıtta kamyonların ön maliyetlerini göz önünde bulundurun, jeneratör bakım ekipleri için fazla zaman ödüyor ve tahrip jeneratör parçalarının değiştirilmesini sağlıyor.Bu dolaylı harcamalar genellikle dizel yedeklemenin etkili maliyetini artırır. Solar mikrogrids, felaketin geçtiğinden uzun vadeli bir varlık sağlar, elektrik faturalarını azaltır ve enerji bağımsızlığını artırır.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Porto Riko: Hurricane Maria ve Beyond

Hurricane Maria, Porto Riko'yu Eylül 2017'de bir Kategori 5 fırtına olarak vurdu, adanın elektrik şebekesinin yaklaşık% 80'ini yok etti. Cevap olarak, birkaç kar amacı gütmeyen kuruluş ve özel şirket, güneş mikrogridlerini önemli tesislere taşıdı. One önemli bir örnek: San Juan'daki hastane del Niño, bir sonraki ızgaralar sırasında tesisin online tutulması için 400-kW güneş sistemi kurdu.

Puerto Rico'daki başarı, güneş mikrogridlerinin hasar görmüş altyapıyla hızla dağıtılmasına ilham verdi. ABD Enerji laboratuvarı mikrogridler için yüzlerce dolar, özellikle düşük gelirli konutlar, okullar ve sağlık klinikleri için.Bu yüklemeler, güneş mikrogridlerinin karmaşık, ada ortamların hasar görmüş altyapıyla hızla dağıtılması gerektiğini kanıtladı.

Kaliforniya: Vahşi Ateşi Dava ve Kamu Güvenliği Gücü Shutoffs

Kaliforniya'nın artan vahşi yangın riski, tıbbi cihazlar için güç olmadan toplumları uygulamaktadır (PSPSPS) bu tür bir hava durumu sırasında ızgaranın büyük kısmını enerjik olarak, Humbold County'de bir güneş mikrogridini azaltmak için, bu karaoutlar son günlerde ve PSPS olayları için güç olmadan toplumları terk etmek için. Cevap olarak, birçok kritik tesis, topluma kesintisiz bir güç kazandırmıştır.

Kaliforniya'nın Kendi kendine özgü Incentive Programı (SGIP) güneş mikrogridleri için büyük ölçekli batarya depolamayı finanse etti, özellikle de tıbbi açıklarla müşteriler için. Bu projeler, güneş mikrogridlerinin acil durumlarda hem de temiz enerji yılı boyunca bir yedek olarak hizmet edebileceğini gösteriyor, yüksek talep ve daha düşük elektrik maliyetlerini azaltır.

Japonya: Deprem ve Tsunami Resilience

Japonya, depremler ve tsunamiler tarafından sık sık sık sık vuran bir ülke, birçok okulda, hastanelerde ve toplum merkezlerinde kurulmuş güneş mikrogridleri var. 2011 Tōhoku deprem ve tsunamiden sonra -bu da nükleer felakete neden olan - merkezileştirilmiş güç sistemlerinin kırılganlığını fark etti. o zamandan beri Japonya, 72 saat boyunca güneş mikrogridleri ağır bir şekilde dağıtmıştır.

Japonya'nın yaklaşımı mevcut altyapı ile entegrasyon vurgulanıyor - her mikrogrid normal zamanlarda ulusal ızgara ile konserde çalışmak için tasarlanmıştır, o zaman acil durumlarda ada. Bu “akıllı ağ” felsefesi diğer uluslar tarafından kabul edildi ve dünya çapında gelecekteki dağıtımlar için önemli bir derstir.

Island ve Uzak Topluluklar

Ada toplulukları - özellikle Karayipler, Pasifik ve Hint Okyanusu'nda - hem doğal afetler hem de enerji güvenliği için en savunmasız olanı arasında. Daha önce fırtınalardan sonra adayı atlayan birçok kişi, mikrogrid sürekli olarak enerji bağımsızlığına giden bir yol sunuyor.

Benzer şekilde, Karayipler'deki St. Eustatius adası, güneş mikrogrid kullanarak Hurricane Irma'dan sonra elektrik sistemini yeniden inşa etti. Bu projeler, en uzak toplulukların bile modern teknoloji ve uygun finansman mekanizmalarıyla enerji direnci elde edebileceğini gösteriyor.

Meydanlar ve Future Opportunities

İlk Sermaye Maliyetleri ve Finansman

Parça maliyetlerine rağmen, bir güneş mikrogrid için ön yatırım - özellikle çok sayıda özerklik için yeterli batarya depolama ile - küçük belediyeler, okullar veya topluluk merkezleri için yasaklanabilir. Grant programları ve FEMA gibi düşük faiz kredileri, Enerji Bakanlığı ve Tarım Bakanlığı'nın genişleyenleri ile ilgili olarak, uygulama süreçleri karmaşık olabilir.

Sigorta şirketleri de güneş mikrogridlerinin risk azaltma değerini kabul etmeye başlıyorlar, potansiyel olarak sertleştirilmiş enerji sistemleriyle tesislere prim indirimleri sunuyor. Daha fazla veri, mikrogrid etkin bir şekilde operasyonların geri kalanının düşmesiyle ilgili olarak, iş durumu güçlendirmeye devam edecek.TheETHT:0Uluslararası Enerji Ajansı (IRENA)), mikrogridleri kullanarak, mikro Erişilebilir izin verme ve özel dayanıklılık fonlarıyla hızlandırma yönergeleri yayınladı.

Teknik Uzmanlığı ve Bakım

Güneş mikrogrid'i yüklemek ve işletmek elektrik sistemleri, batarya yönetimi ve kontrol yazılımı hakkında teknik bilgi gerektirir. Uzak veya felaket etkilenen alanlarda, yetenekli personel bu kadar az olabilir.Bu konuya hitap etmek için, birçok satıcı şimdi mikrogrid "-ve-play" kontrolörleri ile, yerel işleri ve uzun vadeli sürdürülebilirliği korumak için yerel teknisyenler.

Battery bozulması başka bir husustur.Libya-iyon bataryaları son birçok döngüyü son derece başarılı olmasa bile, özellikle çok sıcak veya soğuk iklimlerde kapasiteyi kaybedebilirler. Termal yönetim sistemleri ve uygun batarya kimya seçimi (örneğin, lityum demir fosfatları güvenlik ve uzun süre) önemli tasarım seçenekleridir.

Düzenleme ve Politika Hurdles

Birçok eyalet ve faydalı bölge, mikrogrid dağıtım için engelleri oluşturmak için geleneksel merkezileştirilmiş ızgaralar için yazılmış düzenlemelere sahiptir. Sorunlar interconnection anlaşmaları, net metreleme politikaları, standby suçlamaları ve sorumluluk endişeleri içerir. Örneğin, bazı hizmetler maliyet veren bazı koruyucu ekipmana sahip olmak için mikrogridlere ihtiyaç duyarken, diğerleri şebekeye geri satma yeteneğine sahiptir. Ancak, trend değişiyor: Kaliforniya, New York, ve Hawaii, mikrogrid-dostlama politikalarına sahiptir.

Federal girişimler, mikrogridler için ulusal bir çerçeve oluşturmak için bu politikaları uyumlulaştırmak için çalışıyor ve mikrogridler için ulusal bir çerçeve oluşturmak için planlarını güncelliyorlar, bu güneş-artık öfkenin birçok senaryoda geçici dizel jeneratörleri dağıtmasından daha hızlı ve daha güvenilir olduğunu kabul ediyorlar.

Enerji Depolama ve Akıllı Beyazlar ile entegrasyon

En heyecan verici fırsatlar, güneş mikrogridlerini daha büyük akıllı ağ sistemleri ve gelişmiş enerji depolama ile bütünleştirmek içerir. Örneğin, bir mikrogrid ağı, özellikle bir mikrogrid'in güneş serisini kullanarak, bu sistemler başka bir şeyin açık olduğu zaman gölgelenir.Bu “grid-mikrogrids” konsepti Brooklyn, New York ve kırsal Alaska köylerinde.

İkinci yaşam pilleri - sabit depolama için yeniden tasarlanmış elektrikli araç bataryaları - daha düşük maliyetle depolama kapasitelerini dramatik bir şekilde artırmanın bir yolu. ABD ve AB'deki birkaç pilot proje, ikinci yaşam pilleri, güneş dizileriyle eşleştirilmiş, okullar ve topluluk merkezleri için güvenilir yedekleme gücü sağlayabilir. EV kabul büyüdükçe, bu nispeten ucuz depolama akışının akışı mikrogrid maliyetlerini daha da azaltacaktır.

Hidrojen depolama başka bir sınırdır. Güneş mikrogridleri elektrolitli sistemlerle yeşil hidrojen üretebilir, bu da son derece enerji hücreleri aracılığıyla elektrike dönüştürülebilir.Ancak, bu teknoloji büyük batarya bankaları için ihtiyaç olmadan çok haftalık esneklik sağlayabilir. Japonya ve Almanya zaten felaket yanıt için hidrojen mikrogridleri dağıtabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Güneşli mikrogridler zaman gösterdi ve yine de, felaket kurtarma kaosu sırasında güvenilir, hızlı ve sürdürülebilir elektrik teslim edebildiklerini gösterdiler.Bu engellerde tahliye barınaklarını korumak için Puerto Rico'da yaşayan hastanelere hayat kurtarılmasından emin olmak için, bu sistemler gelecekteki felaketlere karşı sadece bir koruma sağlamanın ne anlama geldiğini yeniden finanse ediyorlar; bu, düşük maliyetli bir stratejinin geri çekilmesi ve daha düşük enerji fiyatlarını azaltacak şekilde arttıracak ve bu engellerin artmasıyla ilgili dersler, gerçek dünya dağıtımlarında öğrenilecek.