18.09.2017
Если вы считаете, что сможете использовать солнечные панели на своей крыше, чтобы снабжать энергией свой дом во время сбоя в сети, подумайте хорошенько. Во время отключения, когда ваш дом остается подключенным к сети, устройства, которые управляют солнечными батареями, тоже отключаются из соображений безопасности. Другими словами, постоянное подключение к сети делает невозможным для домовладельцев использовать мощность, генерируемую их собственными возобновляемыми энергетическими ресурсами.
Команда инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего хочет изменить это. Они разработали алгоритмы, позволяющие домам использовать и передавать энергию из своих возобновляемых источников энергии во время сбоев, стратегически отключая устройства, называемые солнечными инверторами, из сети. Новые алгоритмы работают с существующими технологиями и повышают надежность систем на 25-35%. Исследователи подробно описывают алгоритмы и их приложения в статье, которую они представили на Американской контрольной конференции в Сиэтле, штат Вашингтон.
«Мы были вдохновлены начать изучение способа использования возобновляемых источников энергии во время перебоев в обслуживании после того, как на Восточном побережье от урагана Сэнди пострадало восемь миллионов человек, фактически он оставил их без электроэнергии на срок до двух недель», - сказал Абдулла Х. Хабиб, доктор философии, кандидат машиностроения в Калифорнийском университете Сан-Диего, первый автор статьи.
Всего несколько часов без электроэнергии могут привести к огромным потерям. Каждый год 7 миллионов клиентов испытывают перебои в подаче электроэнергии. Отключения, которые длятся более 5-10 минут, приносят убытки в более чем 80 миллиардов долларов в год.
Как работает алгоритм?
Инновация здесь состоит в способности алгоритма распределять энергию из возобновляемых ресурсов во время сбоя. Уравнения учитывают прогнозы производства солнечной и ветровой энергии, а также объем хранения энергии, включая электромобили, солнечные батареи и т. Д. Алгоритм объединяет эту информацию с объемом энергии, которую жители планируют использовать, а также с объемом энергии, которую может генерировать группа домов.
Алгоритм также можно запрограммировать на включение функции приоритета, основанной на разных параметрах. Например, клиенты, которые готовы платить больше, могут получить приоритет в снабжении энергией во время сбоя. Или клиенты, которые генерируют больше энергии, не будут терять ее во время отключения. Также алгоритм может отдать предпочтение тем клиентам, которые остро нуждаются в энергии, потому что используют, например, оборудование для жизнеобеспечения.
Аппаратное обеспечение и батареи
Исследователи выяснили, какая конфигурация энергопотребления будет лучше работать с их алгоритмом. Хотя наличие систем хранения энергии в каждом доме приводит к оптимальной производительности, большинство клиентов предпочитают использовать общую систему хранения, что резко снижает затраты.
«Дома, соединенные вместе, намного устойчивее к сбоям в сети. Они также более устойчивы к колебаниям цен, и могут намного лучше работать при совместном использовании ресурсов», - сказал Раймонд де Каллафон, профессор машиностроения в Калифорнийском университете в Сан-Диего, и один из авторов статьи.
Новые алгоритмы работают с существующей технологией, но они требуют, чтобы каждый дом с солнечными батареями был оснащен:
• инновационными устройствами для коммуникации;
• автоматическими выключателями, с возможностью дистанционного контроля;
• инверторами, которые превращают энергию постоянного тока, генерируемую панелями, в переменный ток, который может циркулировать по сети.
Эти устройства пока не получили широкого распространения.
Следующие шаги
Следующие шаги включают проверку работоспособности системы в лабораторных условиях. Далее потребуется изменение законодательства в рамках всей страны. Пока в большинстве штатов владельцы домов не имеют права продавать электроэнергию другим жителям.
Исследователи отмечают, что до тех пор, пока не будут приняты новые законы, их технология также будет полезна для предприятий, оснащенных возобновляемыми источниками энергии, которые нуждаются в стабильном энергоснабжении.