Sommige commentatoren lijken bezorgd te zijn dat onze elektriciteitsnetwerken met een dreigende spanningscrisis worden geconfronteerd, daarbij verwijzend naar de vrees dat hernieuwbare energie (in het bijzonder zonnepanelen op het dak) de kwaliteit van onze stroomvoorziening zal bedreigen.
Deze zorgen hangen samen met het feit dat zonnepanelen en andere huishoudelijke generatoren spanningen kunnen opvoeren, waardoor het mogelijk wordt voor netwerkbedrijven om de stabiliteit over het net te handhaven. Maar wat minder goed wordt begrepen (en veel minder gerapporteerd) is het enorme potentieel voor lokale generaties om de kwaliteit van onze kracht daadwerkelijk te verbeteren in plaats van te belemmeren.
A nieuw rapport van onze Netwerken vernieuwd Het project wil laten zien hoe technologieën zoals "slimme omvormers" kunnen helpen om de spanning op huishoudenschaal te beheren, in plaats van op onderstations. Dit zou de kwaliteit van onze stroom verbeteren en het potentiële probleem van hernieuwbare energie voor huishoudens omgooien in een oplossing.
Waarom al die ophef over spanning?
Elektriciteit van onze stopcontacten moet ongeveer 230 volt zijn, zonder te ver naar boven of naar onder af te wijken. Het fluctueert gedurende de dag, afhankelijk van hoeveel stroom wordt gebruikt.
Hier is een analogie: denk aan water dat door buizen stroomt. De hoogspanningslijnen zijn de pijpen zelf, en de spanning is als de waterdruk in de leidingen - dat wil zeggen, de hoeveelheid kracht die het water (of de elektriciteit) drijft. Het gebruik van grote hoeveelheden energie zorgt ervoor dat de spanning daalt, net als wanneer de wasmachine aangaat terwijl u onder de douche staat; plotseling daalt de druk omdat ook andere apparaten het water gebruiken.
De druk wordt ook beïnvloed door hoe dicht het apparaat bij de bron is. Als uw wasmachine en douche bijvoorbeeld direct aan de voet van de dam waren aangesloten, in plaats van aan het einde van een aantal kilometers leidingen, kunt u ze allebei inschakelen en geen drukdaling merken.
Voor een elektrisch distributiesysteem betekent dit dat de huizen die het verst verwijderd zijn van het onderstation het meest gevoelig zijn voor verzakking (lagere) spanning wanneer grote hoeveelheden stroom worden gebruikt.
Spanningsbeheer is altijd een probleem geweest voor netbeheerders, vooral op landelijke locaties waar de hoogspanningsleidingen langer zijn. Lage spanning op lange stroomkabels betekent vaak gedimd en flikkerend licht voor bewoners aan het einde van de lijn.
Aan de andere kant kunnen overspanningen gevoelige elektronische apparatuur beschadigen - een beetje zoals wanneer de waterdruk uw tuinslang uit de kraan haalt.
Deze fluctuaties kunnen een probleem worden voor energiebedrijven wanneer de spanning buiten het toegestane bereik valt.
Hoe beïnvloedt zonne-energie spanning?
Onze elektriciteitsnetwerken waren oorspronkelijk niet gebouwd voor tal van lokale opwekkingsbronnen zoals zonnepanelen op het dak of kleine windturbines. Tot voor kort stroomde de stroom in het algemeen slechts in één richting, van een grote (meestal met kolen gestookte) krachtcentrale naar consumenten.
De groeiend aantal zonnepanelen voor huishoudelijk gebruik op het netwerk hebben dit landschap veranderd en nu stroomt de stroom in beide richtingen. Zonnepanelen kunnen het beheren van het net complexer maken, omdat het voltage stijgt waar ze stroom genereren.
Een kleine spanningsverhoging is geen probleem wanneer er voldoende vraag naar elektriciteit is. Maar wanneer er niemand in de buurt is, kan de zonne-energie de spanning boven de bovenlimiet brengen.
In dit geval zullen de circuitbeschermers in de generator waarschijnlijk trippen en zullen de zonnepanelen worden afgesneden om het netwerk te beschermen. Dit betekent ook dat het huishouden geen toegang heeft tot (of wordt betaald voor!) De zonne-energie die het genereert.
Elke generator die eigendom is van de klant kan van invloed zijn op de spanning, inclusief zonne-energie, batterijen of dieselgeneratoren. Maar we hebben de neiging over zonne-energie te horen, omdat dit verreweg het populairste middel voor lokale opwekking is; Australië heeft nu meer dan 1.5 miljoen huizen met zonne-energie op het daken dat cijfer neemt snel toe.
Hoewel sommige mensen dit misschien als een probleem zien, ligt de oplossing soms in het probleem zelf. In dit geval kunnen nieuwe zonnesystemen een veel geavanceerdere manier bieden om de netspanning te beheren.
De innovatie: slimme omvormers kunnen zonne-energie en batterijen regelen om de spanning op het elektriciteitsnet te helpen stabiliseren.
Hoe kan zonne-energie de oplossing worden?
Traditioneel zijn spanningsbeheersoplossingen vrij bot, met invloed op tientallen of zelfs honderden eigenschappen tegelijk, ondanks het feit dat de omstandigheden bij elke woning behoorlijk kunnen verschillen. De gebruikte apparatuur - boordevol technisch klinkende namen zoals "on-load tap changers" en "line-drop compensators" - is duur en bevindt zich vaak binnen transformatoren op onderstations. Al deze elektrotechniekkits dragen bij aan de energiekosten voor klanten.
Nieuwe zonne- en batterijsystemen beschikken nu echter over de intelligentie om op een goedkopere en meer gerichte manier de spanning te beheren via hun "slimme" omvormers. Deze nieuwe technologieën kunnen de ontbrekende schakel vormen voor nieuwe hernieuwbare en betrouwbare energiebronnen.
Dit is hoe het werkt: residentiële zonne-energie, batterijen en andere generatoren zijn op het net aangesloten via inverters die nu een ingebedde IoT hebben (internet van dingen) communicatie Technologie. Deze slimme omvormers stellen het netwerk in staat om met de lokale generator te "praten" en om ondersteunende diensten aan te vragen, onder meer via wat er wordt genoemd reactief vermogen (zie afbeelding hieronder).
Reactief vermogen kan helpen om de spanning op het netwerk te verhogen en te verlagen, waardoor de kwaliteit van ons vermogen verbetert, inclusief de spanningsstabiliteit. Voor meer technische details, zie onze onlangs vrijgegeven rapport op het potentieel voor slimme omvormers om het net te helpen beheren.
Slimme omvormers kunnen zowel reële als reactieve energie exporteren of absorberen.
Dit alles is alleen mogelijk als netwerkbedrijven openstaan voor nieuwe, proactieve manier van werken - zoals aangetoond door onze Networks Renewed-projectpartners United Energy in Victoria en Essentiële energie in New South Wales.
Dit betekent een verschuiving in denken vanuit het traditionele passieve klantmodel - we leveren energie aan u! - naar een meer dynamische en samenwerkende situatie waarin klanten daadwerkelijk kunnen helpen bij het beheer van het netwerk en bij het gebruik en het genereren van stroom.
Natuurlijk, het omzetten van een volledig energiesysteem is geen sinecure, maar het biedt een kans om een beter, veerkrachtiger elektriciteitssysteem te bouwen dat meer hernieuwbare energie bevat.
Als we slim zijn, hoeven we onze klimaatimpact niet af te wentelen met de betrouwbaarheid van ons elektriciteitssysteem. We moeten gewoon openstaan voor de nieuwe manieren om oude problemen op te lossen.
Als u meer wilt weten, organiseert het Institute of Sustainable Futures op dinsdag februari een openbaar forum op Networks Renewed op UTS-campus 14 op 12: 15-3: 15 pm. Voor meer informatie
Over de Auteurs
Lawrence McIntosh, Senior Research Consultant, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney en Dani Alexander, Research Principal, Institute for Sustainable Futures, University of Technology Sydney
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
at InnerSelf Market en Amazon
