Kıyı Enerji Altyapısının Benzersiz Vulner yükümlülüklerini anlamak

Sahil ve kasırga bölgeleri, enerji sistemlerinin riskini oluşturan tehlikelerin yakınlaştırılmasıyla karşı karşıya kalmaktadır. Fırtına dalgalanması, rüzgar oar, seling ve tuzwater saldırı her saldırının farklı şekillerdeki elektrik bileşenlerine zarar verdi. Örneğin, tuz spreyi son on yılda bir kazaya maruz kalan kazalar ve hıza kadar, bu kayıpların önemli bir kısmını taşıyan enerji sektörü ile kesintiye uğratabilir.

Risklerin tam spektrumunu anlamak - aşırı rüzgarlardan 150 mph'yi fırtına dalgalanmalarına kadar, 20 feet veya daha fazla yükselebilecek olan fırtına dalgalanmalarına kadar - sadece hayatta kalmamış olan sistemleri tasarlamak için temel, ancak fırtına sırasında en az kısmi hizmet tutmak ve sonrasında bu, geleneksel bir ağ daha uyumsuz, merkezi olmayan bir yaklaşıma doğru hareket etmek gerektirir.

Sınırlı Sahil Enerji Sistemleri için Temel Tasarım İlkeleri

Resilience tek bir teknoloji veya taktik değil, başarısızlık modlarını tahmin eden ve kritik yüklerin sürekliliğini sağlayan bir sistem düzeyinde stratejidir. Aşağıdaki ilkeler, kasırga-prone alanları için modern dirençli tasarımın arka kemiği oluşturur.

Altyapı Sertleştirme: Eletion, Materials ve Yapısal Dondurma

Sertleştirme fiziksel kuvvetlere kırılganlığı azaltır. Anahtar önlemler, 5 rüzgar yüküne dayanmak ve jeneratörlü pedleri temel sel yüksekliğe (BFE) artı ücretsiz olarak yükselterek, paslanmaz çelik veya polimer kompozitler gibi dayanıklı malzemeler kullanarak; ve yeniden yükleme işlemine devam etmek için transfer kuleleri, su geçirmez kablolara veya yeniden yönlendirilme araçlarına karşı koymak için yeniden yönlendirilir.

Mikrogridler ve Dağıtılmış Enerji Kaynakları

Merkezleşme tek noktalı paradigmayı kırıyor. Toplum temelli mikrogridler – yerel güneş nesil, batarya depolama ve yedekleme dizel veya doğal gaz jeneratörleri – kalp içi topluluklardaki ana şebekeden adaabiliyorlar. Bu mikrogridler hastaneler, yangın istasyonları, acil barınaklar ve su pompası gibi kritik tesisleri hizmet etmek için tasarlanmıştır.

Red dışı ve Başarısız Güvenli Yol yolları

Red dışılık, bir bileşeni başarısız olursa, bir başka ağaç kesintiye uğramadan devralınabilir.Bu, birden fazla bağımsız dağıtım beslemeli, kırmızı geçiş koridoru ve kıyı ayarlarında, fiziksel çeşitlilik önemlidir: yemlemeler ayrı rotalar takip etmelidir, böylece tek bir ağaç düşüyor veya tek bir dalgalanma olayı tüm yolları kaldıramaz. Ağ otomasyonu -kendi kendine bağlı anahtarlar ve geri dönüşler gibi - her zaman hataları artırmak ve geri çekmek için kırmızıları artırmak.

Esnek, Scalable Teknolojileri

Sınırlı sistemler tehditler ve yük modellerini geliştirmeye adapte edilmelidir. Esnek teknolojiler normal koşullarda modüler batarya depolama birimlerini içerir ve karamsar montaj sistemleri ile güneş panelleri, ve güneş mikrogridleri ile birlikte, tipik bir kıyı topluluğunda 72 saat veya daha fazla buluşabilecek en zor alanlara adapte edilebilir göstermiştir: Normal koşullarda yenilenebilir enerji dalgalanmaları ve kontrol stratejileri sırasında yedek güç sağlar.

Topluluk ve Katılım Planlaması

Teknik çözümler sosyal satın almadan başarısız olur.Toplum üyeleri – dışlayıcılar, işletmeler, yerel hükümet, acil durum yöneticileri – tasarım sürecinde, direnç yatırımlarının gerçek önceliklerini yansıtabilmesini sağlar. Katılımcı planlama, dezavantajlı nüfusları, yaşlılar veya tıbbi olarak bağımlı olarak, güvenliğe ve çatıdaki yüksek performanslı bakım tesisleri gibi işletme tesislerinin mülkiyetini de inşa eden modeller sağlayabilir.

Yenilikçi teknolojiler Akıllı, Kendi kendini kınayan çubuklar

Temel ilkelerin ötesinde, gelişmekte olan teknolojiler, dayanıklı kıyı enerji sistemlerinin elde edebileceği şeyin zarfını zorluyor.

Gelişmiş Dağıtım Otomasyonu ve Kendi kendine Yönelik Ağlar

Modern akıllı ağ sistemleri sensörler, fasor ölçüm birimleri (PMU) kullanıyor ve gelişmiş dağıtım yönetim sistemleri (ADMS) hataları tespit etmek, yeniden rotalı güç ve hatta gerçek zamanlı ağ topolojiyi yeniden yapılandırıyor. Self-healing gridleri, başarısız bir bölüm ve yeniden yüklenemez bir şehre geri yükleme hizmeti ayırabiliyor - örneğin, benzer bir şekilde yemleme süresini uygulamaktan sonra% 50 dakika içinde% 50 azaltılabilir.

Resilient Enerji Depolama: Lityum-Ion

Lityum-iyon aküleri piyasaya hükmedirken, diğer depolama teknolojileri kıyı çevrelerinde avantaj sağlar. Akış bataryaları deniz seviyesindeki korozyonla birlikte geliştirilir ve su tasarrufu sağlar.

Fırtına-Resilient Donanım ve Sivil Tasarım

Altyapı yenilikleri şunları içerir:

  • [FONT:0)Yerel iletim ve dağıtım[Dönesel olarak], doğrudan yüklenmiş, uzun süre süren altorsionlara göre yüksek olan kablolar kullanılarak, Elektrik Enerji Araştırma Enstitüsü tarafından yapılan çalışmalar, su bölgelerinin yağmurla ilgili kesintileri% 80 azaltabileceğini gösteriyor.
  • [[Düzg:0)Flood-proof alt istasyonlar[Dönlendirilmiş platformlarla, petrol toplam miktarları ve 4 fırtınaya dayanabilecek sutup kapıları. Miami-Dade County kod için birkaç alt istasyon inşa etti.
  • [FONT:0]Storm-eeee dayanıklı kutuplar ve kuleler[DÜT:1] ductile demir, fiber-reinforced polimer veya yüksek rüzgar yük puanları ile beton, Kuzey Carolina'daki Utilities, Kasırgalar'dan sonra binlerce ahşap kutup değiştirdi.

Gemli Mikrogridler, Izgara-Forming İnperleri ile

Geleneksel mikrogridler, adalı bir şekilde enerji kalitesini tamamen doğrulamaktadırlar (disel veya doğal gaz) stabil bir ağ gerilimi ve frekansı oluşturmak için.Yeni ağ bilgilendirme dönüştürücüler güneş mikrogrid test platformuna izin verir) adanın hasar verdiğinde, enerji kalitesini artırmak için bir oyun değiştiricidir.Bu, enerji tedarik zincirlerinin fırtınalara karşı savunmasız olduğu tahmin edilen sistemler için bir oyun değiştiricidir.

Gerçek Dünya Vaka Çalışmaları: Hurricane-Prone Topluluklarından Dersler

Gerçek dağıtımları incelemek neyin işe yaradığını ve neyin olmadığını ortaya koyar.

New Orleans: Taşkınlık ve Ağlanmış Mikrogridler

Hurricane Katrina'dan sonra, New Orleans elektrik altyapısını yoğun bir şekilde teşvik etti. Şehir, Mahalia Jackson Tiyatrosu'nun da dahil olduğu birkaç sağlık tesisine hizmet eden bir mikrogrid pilotu başlattı (projektif bir barınak olarak kullanılan mikrogrid hattının 500 kW'ı yüksek güneşe entegre etti, 1.5 MW'lık bir depolama hattının yedeklediği ve doğal gaz jeneratörü, New Orleans'ta üç güne kadar adaladı.

Porto Riko: Güneş Mikrogridleri Enerji Bağımsızlığı Yolu Olarak

2017 yılında, Puerto Rico'nun şebekesinin %80'ini yok etti, 11 ay boyunca güç olmadan bazı toplulukları terk etti. Cevap olarak, kar amacı gütmeyen ve hükümet, adil erişim sağlamak için büyük bir mikrogrid rollout başlattı. Örneğin, 50'den fazla topluluk mikrogrid inşa etti, 100'den fazla kişi için bir okul, bir su pompası ve bir topluluk merkezi, yerel finanse edilen bir eğitim için gerekli olan eğitim için gerekli olan eğitim için gerekli olan eğitim.

Florida: Orlando Utilities Commission's Resilient Grid Investment

Orlando Utilities Commission (OUC) dağıtım hatlarının yeraltında %30'unu içeren kapsamlı bir dayanıklılık programı uyguladı ve 48 saat içinde müşterilerin% 95'ini geri yüklemeden sonra - bu yükseltmeleri kullanarak bir ağ kullanmak için. OUC ayrıca 10 MW'lık bir topluluk güneş çiftliğini acil durumlarda kritik bir şehir varlıklarını hedeflemeye devam ediyor.

Resilient Tasarımlarının Ekonomik ve Düzenlemeleri

Resilience ön sermaye gerektirir, ancak yatırıma geri dönüş, kaçınılan maliyetler dikkate alındığında önemlidir.

Sınırlı Yatırımların Maliyeti

Ulusal Bina Bilimleri Enstitüsüne göre, her dolar tehlike altında işlem yapılır (bün zor, mikrogrid ve depolama dahil) gelecekteki kayıplarda ortalama altı dolar tasarruf eder.For coastal services, the moneyback period for proofing substations are five to include on years when factorsing in avoid outage services, lower securitys, and more onarım times. Federal hibeler from FEMA's Hazard Mitigation Assistance program ve Enerji kredileri için ilk harcamalar için.

Düzenleme Çerçeveleri ve Grid Kodları

Politika yapıcılar, Hawaii ve Kaliforniya gibi kritik bir rol oynamaktadır, bu da işletim için mikrogridler için daha kolay hale getirmek için gerekli olan dağıtım standartlarını kabul etmektedir.Yeni elektrik kaynakları ve elektronik mühendisler Enstitüsü (IEEE) standart 1547-2018, gelecekteki mikrogrid entegrasyonunu kolaylaştırmak için yeni bir ticari inşaatta kullanıma ihtiyaç duyuyor.

Toplum Resilience: İnsan Faktörü

En gelişmiş donanım bile, yalnızca işletme ve bağlı olan topluluk kadar etkilidir. Başarılı esneklik programları kamu eğitimi, işgücü geliştirme ve eşitlik hususlarını entegre eder.

Topluluk direnci planlama dahil edilmelidir:

  • [FONT:0]Kamu farkındalık kampanyaları[Döncükler sırasında enerji hakkında ipuçları, taşınabilir güneş jeneratörleri nasıl ve şarj ve soğutma için güç sağlayan mahalle dayanıklılık merkezlerinin yerlerini kullanmak.
  • [FONT:0]Workforce eğitimi [[Döneticileri güneş tesisatında, batarya bakımı ve mikrogrid operasyonu için. Güneş Hazır Vets ve GRID Alternatifleri gibi programlar, kasırga-prone bölgeleri için uyarlanabilir modeller sunar.
  • [FONT:0]Equity- odaklı dağıtım[Dönetici: Düşük gelirli ve tıbbi olarak kırılgan mahalleler için mikrogrid tesisatları için öncelikler, fırtınalardan sonra restore edilmesi gereken son kişiler olarak.

Önümüzdeki birkaç trend, bir sonraki dayanıklı sistemleri şekillendirecektir.

  • [FONT:0)Resilience-as-a-Service (RaaS))[Üçüncü taraf şirket finanse ediyor ve topluluklar için mikrogridler çalışıyor, paralı belediyeler için engeli azaltırken bir abonelik ücreti şarj ediyor.
  • [FONT:0] Tahmin edici bakım için önemli bir istihbarat[Dönetici: Makine öğrenme modelleri, önceden fırtına onarımlarına izin vermeden önce ekipman başarısızlığı tahmin etmek için sensör verilerini analiz eder. Florida Power &'da Pilot çalışmaları; Işık, AI odaklı analitikleri kullanarak zorla kesintiye uğratmıştır.
  • [FONT:0)Vehicle-to-grid (V2G) entegrasyonu): Tampa ve Charleston gibi okul otobüsleri ve belediye araçları gibi, tek bir elektrikli okul otobüsü 50 kWh'ye kadar tedarik edebilir - iki gün boyunca ortalama bir ev için güç için.
  • [FONT:0)Climate-adaptive grid planlama[Dönetici: hizmetler artık deniz seviyesindeki artış ve kasırga yoğunluk tahminleri 20 yıllık sermaye planlarına dahil edilir, olasılıksal risk modelleri kullanarak yatırımlara öncelik vermek için kullanılır.

Sonuç: Turbulence'de Thrive'nin Yapı Sistemleri

Kıyı ve kasırga-prone alanları için dirençli enerji sistemlerinin tasarlanması, tek zamanlı bir proje değil, aynı zamanda ekonomik ve sosyal olarak yararlı bir şekilde ilerlemenin değerlendirilmesi, merkezileşme, kırmızılık, esneklik ve topluluk etkileşiminin ötesinde, New Orleans, Puerto Rico'dan kanıtlanmış bir altyapı sağlamalı ve Florida'nın bu tür sistemlerin sadece teknik olarak mümkün olmadığını gösteriyor. İklim değişikliği fırtına risklerini azaltmak, kıyı topluluklarının sadece felaketleri önlemek için gerçek enerjilerini yeniden inşa etmeli; fırtınada kritik hizmetleri koruyabilmek için altyapı inşa etmeliler ve gerçek anlamda ilerlemeleri kontrol edebilir.

Yatırım zamanı şimdi, yaşam ve geçim kaynakları korumak için iyi tasarlanmış bir sistemin gücünü kullanma fırsatımız var. mühendisler için, politika yapıcılar ve topluluk liderleri için, yol ileriye dönük: işbirliği, öncelik verme esnekliği, ve asla hayat ve geçim kaynakları korumak için iyi tasarlanmış bir sistemin gücünü hafife alma fırsatımız var.