После почти двух десятилетий стагнации спрос на электроэнергию в США растет , чему способствует рост количества электромобилей, центров обработки данных и кондиционеров в условиях потепления климата. Но традиционные электростанции, вырабатывающие электроэнергию из угля , природного газа или атомной энергии , выходят из строя быстрее, чем в этой стране строятся новые.
Большая часть нового предложения поступает от ветряных и солнечных электростанций, мощность которых зависит от погоды.
Это заставляет энергетические компании искать новые способы сбалансировать спрос и предложение. Один из вариантов, к которому они обращаются, — это виртуальные электростанции.
Это не огромные объекты, производящие электроэнергию на одном объекте. Скорее, они представляют собой совокупность производителей, потребителей и накопителей электроэнергии, известных под общим названием «распределенные энергетические ресурсы », к которым управляющие энергосетями могут обращаться по мере необходимости.
Некоторые из этих источников, например аккумуляторы, могут поставлять накопленную электроэнергию. Другие могут быть крупными потребителями электроэнергии, например заводы, владельцы которых согласились сократить потребление электроэнергии, когда спрос высок, освобождая энергию для других потребителей.
Виртуальные источники энергии обычно быстрее размещаются и строятся, а также могут быть чище и дешевле в эксплуатации, чем новые электростанции.
Растущий ресурс Виртуальные электростанции не новы. По оценкам Министерства энергетики США , сегодня в эксплуатации уже находится от 30 до 60 гигаватт из них.
Гигаватт равен 1 миллиарду ватт — примерно столько, сколько производят 2,5 миллиона солнечных фотоэлектрических панелей или один большой ядерный реактор.
Большинство этих виртуальных электростанций являются промышленными потребителями, которые согласились снизить спрос в трудных условиях. Но по мере того, как все большее число домов и малых предприятий устанавливают на крышах солнечные панели, аккумуляторы и электромобили, эти потребители энергии могут стать не только потребителями, но и поставщиками электроэнергии в сеть.
Например, домовладельцы могут заряжать свои батареи от солнечной батареи на крыше, когда солнечно, и сбрасывать электроэнергию обратно в сеть вечером, когда спрос высок, а цены иногда резко растут.
Поскольку интеллектуальные термостаты и водонагреватели, солнечные панели и батареи на крыше позволяют большему количеству клиентов участвовать в них, по оценкам Министерства энергетики, к 2030 году масштабы виртуальных электростанций могут утроиться.
Это может покрыть примерно половину новых мощностей, которые потребуются США для покрытия растущего спроса и замены выходящих из эксплуатации старых электростанций.
Этот рост поможет ограничить затраты на строительство новых ветряных и солнечных электростанций, а также газовых электростанций.
А поскольку виртуальные электростанции расположены там, где потребляется электроэнергия, они облегчат нагрузку на устаревшие системы электропередачи, которые изо всех сил пытаются добавить новые линии.
Новые роли для потребителей электроэнергии Виртуальные электростанции смешивают роли производителей и потребителей электроэнергии. Традиционные электростанции вырабатывают электроэнергию в центральных точках и передают ее потребителям по линиям электропередачи.
Чтобы сеть функционировала, спрос и предложение всегда должны быть точно сбалансированы. Обычно потребительский спрос рассматривается как данность, которая колеблется в зависимости от погоды, но следует довольно предсказуемой схеме в течение дня.
Чтобы удовлетворить эту потребность, сетевые операторы распределяют смесь источников базовой нагрузки , которые работают непрерывно, таких как угольные и атомные электростанции, и более гибких источников, таких как газ и гидроэнергетика, которые могут быстро модулировать свою мощность по мере необходимости.
Выработка ветряных и солнечных электростанций растет и падает в течение дня, поэтому другие источники должны работать более гибко, чтобы поддерживать баланс спроса и предложения.
Тем не менее, основная идея заключается в том, что огромные мощности производят электроэнергию для миллионов пассивных потребителей.
Виртуальные электростанции переворачивают эту модель, признавая тот факт, что потребители могут контролировать свой спрос на электроэнергию. Промышленные потребители уже давно нашли способы оптимизировать свою деятельность , ограничивая спрос в условиях ограниченного энергоснабжения в обмен на льготы или скидки.
Теперь термостаты и водонагреватели , подключающиеся к сети, могут позволить домохозяйствам регулировать свой спрос.
Например, умные электрические водонагреватели могут нагревать воду в основном, когда электроэнергии много и она дешевая, и ограничивать спрос, когда ее не хватает. В Вермонте Green Mountain Power предлагает своим клиентам стимулы для установки батарей, которые будут обеспечивать подачу электроэнергии обратно в сеть, когда она больше всего необходима.
В Техасе, где я живу, смертельные отключения электроэнергии в 2021 году подчеркнули важность укрепления нашей изолированной энергосистемы.
Теперь коммунальные предприятия здесь используют Tesla Powerwalls , чтобы превратить дома в виртуальные источники энергии.
Южная Австралия стремится соединить 50 000 домов с помощью солнечных батарей и батарей, чтобы построить крупнейшую виртуальную электростанцию в этой стране. Виртуальная сила, реальные вызовы Виртуальные электростанции — не панацея.
Многие клиенты не хотят отказываться даже от временного контроля над своими термостатами или задерживают зарядку своего электромобиля. Некоторые потребители также обеспокоены безопасностью и конфиденциальностью интеллектуальных счетчиков .
Еще неизвестно, сколько клиентов подпишутся на эти новые программы и насколько эффективно их операторы будут модулировать спрос и предложение. Есть также проблемы в бизнес-конце.
Управлять миллионами потребителей гораздо сложнее, чем десятками электростанций. Операторы виртуальных электростанций могут решить эту проблему, вознаграждая клиентов за то, что они позволяют им скоординированно регулировать спрос и предложение.
Поскольку спрос на электроэнергию растет для удовлетворения потребностей растущих экономик и замены автомобилей и печей, работающих на ископаемом топливе, а также увеличивается зависимость от возобновляемых ресурсов, управляющим сетями потребуется вся возможная гибкость, чтобы сбалансировать переменную мощность ветровой и солнечной генерации.
Виртуальные электростанции могут помочь превратить электроэнергетику в более гибкую, эффективную и реагирующую на меняющиеся условия и потребности клиентов отрасль.
Рубрика: Hi-Tech и Наука. Читать весь текст на android-robot.com.