Källa: Energy.gov
Enkelt uttryckt behöver vi ett pålitligt och säkert energinät. Två sätt att säkerställa kontinuerlig elektricitet oavsett väder eller en oförutsedd händelse är genom att använda distribuerade energiresurser (DER) och mikrogrids. Der producerar och levererar elektricitet i liten skala och är utspridd över ett brett område. Takens solpaneler, backupbatterier och nöddieselgeneratorer är exempel på DER. Medan traditionella generatorer är anslutna till högspänningsöverföringsnätet, är DER anslutna till distributionsnätet med lägre spänningar, som bostäder och företag är.
Mikrogrids är lokaliserade elektriska rutnät som kan koppla bort från huvudnätet för att använda autonomt. Eftersom de kan fungera medan huvudnätet är nere kan mikrogrids stärka rutnätets motståndskraft, hjälpa till att mildra nätstörningar och fungera som en nätresurs för snabbare systemrespons och återhämtning.
Distribuerade energiresurser
Solar Der kan byggas på olika skalor-till och med en liten solpanel kan ge energi. Faktum är att cirka en tredjedel av solenergin i USA produceras av småskalig sol, till exempel takinstallationer. Hushållens solinstallationer kallas bakom meter solenergi; Mätaren mäter hur mycket el en konsument köper från ett verktyg. Eftersom distribuerad solen är "bakom" mätaren betalar kunderna inte verktyget för den genererade solenergi.
Kostnaden för att äga DER varierar från stat till stat och bland verktygsföretag. Ett sätt elräkningen bestäms är genom nettomätning, där verktyg beräknar den totala kraften som genereras av kundens solsystem och subtraherar den från den totala kraften som kunden förbrukar. Kunder krediteras för mängden kraft de levererar till nätet.
Der kan i grunden ändra hur elnätet fungerar. Med DER genereras kraft precis där den används och kan anslutas till andra DER för att optimera dess användning. Hushåll och andra elkonsumenter är också deltidsproducenter som säljer överskottsgenerering till nätet och till varandra. Energilagring, såsom batterier, kan också distribueras, vilket hjälper till att säkerställa kraft när solen eller annan DER inte genererar kraft. Elbilar kan till och med lagra överflödigt energi i batterierna på tomgångsbilar. DER kan också inkludera kontrollerbara belastningar, som vattenvärmare eller luftkonditioneringsenheter som verktyget kan använda för att flytta strömförbrukningen bort från topptimmar. Medan nätet var utformat för att generera kraft vid stora anläggningar och flytta det genom överföringsnätet till distributionsnätet för konsumtion, möjliggör DER lokal generation och konsumtion av el.
Öar och mikrogrid
Distributionsnät är sårbara för avbrott som kan påverka stora regioner och miljoner människor och företag, särskilt som en följd av extrema, destruktiva väderhändelser. När delar av nätet är utrustade med DER kan de fortsätta betjäna andra laster i samma distributionsnätverk och möta lokala behov med lokal generation. Detta kallas Islanding. Elektriska system som kan koppla bort från det större nätet, som deltar i avsiktlig ö, kallas ofta mikrogrids.
Mikrogrids varierar i storlek från en enkelvarvmikrogrid till en fullsubstationsmikrogrid, som kan inkludera hundratals individuella generatorer och konsumenter av kraft. Små elektriska system utanför nätet är inte en ny uppfinning. Fartyg, militära baser, avlägsna utposter och samhällen runt om i världen har länge förlitat sig på lokal generation och elhantering för att tillgodose deras energibehov. Der gör mikrogrids till ett mer utbrett alternativ, eftersom medel för energiproduktion nu lättare erhålls och placeras i stadsdelar. Mikrogrids för gemenskapsskala kan ge elasticitet och säkerhetskopiering under och efter katastrofer som orkaner.
Tekniken går framåt för att hantera riskerna som orsakas av öar med bättre kontrollprogramvara och för att tillhandahålla nättjänster. Utan det större rutnätet för att stabilisera strömförsörjningen kan ett önät skada ansluten utrustning eller skada arbetare som tror att det är frånkopplat från ström. Av denna anledning programmeras många solenergisystem för att upptäcka öar och koppla bort från nätet om det inträffar. Utöver mikrogrids studerar vissa forskare nanogrids-smart elsystem på skalan för en enda byggnad.
Svart start
Ett annat sätt der och mikrogrids kan bidra till rutnätstabilitet är genom att hjälpa "svarta start" -processer, som slår på strömmen efter att den har gått ner. Under ett utbrett elektriskt fel kan elektriska generatorer placeras offline. För att komma tillbaka online kräver många elektriska generatorer ett externt batteri för att starta, precis som en bilmotor gör. För att uppnå detta skapar verktyg svarta startplaner, där små generatorer startar större för att stadigt få generation online. Under hela denna process måste serviceåterställningen vara väl timerad för att säkerställa att generation och belastning matchas kontinuerligt. Der kan bli en värdefull svart startresurs genom att låta samhällen med mikrogrids börja starta processer på egen hand och ge den kapacitet som krävs för att starta större generatorer.
