Noen kommentatorer synes å være bekymret at våre elektrisitetsnett står overfor en forestående spenningskrise, og citerer frykt for at fornybare energikilder (spesielt på taket på solpaneler) vil true kvaliteten på strømforsyningen.
Dette gjelder hengsling på det faktum at solcellepaneler og andre husholdningsgeneratorer kan skyve opp spenninger, noe som kan gjøre det vanskeligere for nettverksbedrifter å opprettholde stabilitet over nettet. Men det som er mindre godt kjent (og langt mindre rapportert) er det enorme potensialet for lokal generasjon å faktisk forbedre kvaliteten på vår kraft, i stedet for å hindre den.
A ny rapport fra vår Nettet fornyet prosjektet tar sikte på å vise hvordan teknologier som "smarte omformere" kan bidra til å håndtere spenning i husholdningsskala, snarere enn på stasjoner. Dette vil forbedre kvaliteten på vår kraft, og vippes det potensielle problemet med fornybar energi til en løsning.
Hvorfor alt oppstyret om spenning?
Strøm fra strømspenningene bør være omtrent 230 volt, uten å avvike for langt over eller under. Det svinger hele dagen, avhengig av hvor mye strøm som brukes.
Her er en analogi: tenk på vann som strømmer gjennom rør. Kraftledningene er selve rørene, og spenningen er som vanntrykket i rørene - det vil si hvor mye kraft du trykker på vannet (eller strømmen) langs. Ved å bruke store mengder strøm får spenningen til å falle, heller som når vaskemaskinen kommer på mens du har dusj; plutselig faller trykket fordi andre apparater bruker vannet også.
Trykk påvirkes også av hvor nær apparatet er til kilden. For eksempel, hvis din vaskemaskin og dusj var koblet rett ved foten av dammen, i stedet for på slutten av flere miles med rør, kan du få dem begge slått på og ikke merke et trykkfall.
For et elektrisk distribusjonssystem betyr dette at husene lengst unna substratet er mest utsatt for sagging (lavere) spenning når store mengder kraft blir brukt.
Spenningsstyring har alltid vært et problem for nettoperatører, spesielt i landlige steder der kraftledningen er lengre. Lavspenning på lange kraftledninger betyr ofte svake og flimrende lys for beboere på slutten av linjen.
På oversiden kan overspenninger skade følsomt elektronisk utstyr - litt som når vanntrykket popper ut hageslangen fra springen.
Disse svingningene kan bli et problem for kraftbedrifter når spenningen går utenfor det tillatte området.
Hvordan påvirker solenergi spenningen?
Våre elektrisitetsnett ble ikke opprinnelig bygget for mange lokale generasjonskilder som soltak på taket eller små vindturbiner. Inntil nylig har strømmen generelt bare strømmet i en retning, fra et stort (vanligvis kullfyrt) kraftverk til forbrukere.
De voksende antall husholdnings solpaneler på nettverket har forandret dette landskapet og strømmen strømmer begge veier. Solpaneler kan gjøre styringen av nettet mer kompleks, fordi spenningen stiger der de genererer strøm.
En liten spenning økning er ikke et problem når det er nok etterspørsel etter elektrisitet. Men når ingen er hjemme i nabolaget, kan solenergien løfte spenningen utover den øvre grensen.
I dette tilfellet vil kretsbeskyttelsene i generatoren trolig gå og solpaneler vil bli avskåret for å beskytte nettverket. Dette betyr også at husholdningen ikke vil ha tilgang til (eller få betalt for!) Solenergi den genererer.
Enhver kunde-eid generator kan påvirke spenningen - inkludert solenergi, batterier eller dieselgeneratorer. Men vi har en tendens til å høre om solenergi fordi det er langt den mest populære måten for lokal generasjon; Australia har nå mer enn 1.5 millioner boliger med sol på taket, og tallet stiger raskt.
Mens noen mennesker kan se dette som et problem, ligger det noen ganger i løsningen i selve problemet. I dette tilfellet kan nye solsystemer tilby en mye mer sofistikert måte å håndtere nett spenning på.
Innovasjonen: Smarte omformere kan kontrollere sol og batterier for å stabilisere spenningen på nettet.
Hvordan kan solen bli løsningen?
Tradisjonelt er spenningsstyringsløsninger ganske stumpe og påvirker tiere eller til og med hundrevis av egenskaper om gangen, til tross for at forholdene kan være ganske forskjellige på hver eiendom. Utstyret som brukes - fylt med tekniske lydkilder som "lastbrytere" og "line-drop kompensatorer" - er dyrt og ligger ofte innenfor transformatorer på stasjoner. Alt dette elektroteknikkpakket legger til kostnadene for energi for kundene.
Men nye sol- og batterisystemer har nå intelligens til å styre spenningen på en billigere og mer målrettet måte gjennom sine "smarte" omformere. Disse nye teknologiene kan gi den manglende lenken til nye fornybare og pålitelige energikilder.
Slik fungerer det: boligsol, batterier og andre generatorer er koblet til nettet gjennom omformere som nå har innebygd IoT (Internett av ting) kommunikasjonsteknologi. Disse smarte omformerne lar nettverket "snakke" med den lokale generatoren og be om støttetjenester, inkludert gjennom det som kalles reaktiv kraft (se grafisk nedenfor).
Reaktiv effekt kan bidra til å heve og senke spenningen på nettverket, og forbedre kvaliteten på strømmen vår, inkludert spenningsstabiliteten. For mer teknisk detalj, se vår nylig utgitt rapport på potensialet for smarte omformere for å hjelpe til med å administrere nettet.
Smart invertere kan eksportere eller absorbere både reell og reaktiv effekt.
Alt dette er bare mulig hvis nettverksbedrifter er åpne for nye, proaktive måter å operere på - som demonstrert av våre Networks Renewed-prosjektpartnere United Energy i Victoria og Vesentlig energi i New South Wales.
Dette betyr et skifte i å tenke fra den tradisjonelle passive kundemodellen - vi leverer energi til deg! - til en mer dynamisk og samarbeidende en hvor kunder faktisk kan bidra til å administrere nettet, samt å bruke og generere strøm.
Sikker på at overgang til et helt energisystem er ikke noe å gjøre, men det gir en mulighet til å bygge et bedre, mer elastisk elektrisitetssystem som inneholder mer fornybar energi.
Hvis vi er klare, trenger vi ikke å avvike vår klimapåvirkning med påliteligheten til vårt elsystem. Vi må bare være åpne for de nye måtene å løse gamle problemer på.
Hvis du er interessert i å finne ut mer, holder Institute of Sustainable Futures et offentlig forum på nettverkene fornyet på UTS campus tirsdag februar 14 på 12: 15-3: 15 pm. For mer informasjon
Om forfatterne
Lawrence McIntosh, Senior Research Consultant, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney og Dani Alexander, forskningsansvarlig, institutt for bærekraftig fremtid, University of Technology Sydney
Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker
at InnerSelf Market og Amazon
