Μερικοί σχολιαστές φαίνεται να ανησυχεί ότι τα δίκτυά μας ηλεκτρικής ενέργειας αντιμετωπίζουν μια επικείμενη κρίση τάσης, επικαλούμενη φόβους ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ειδικά οι ηλιακοί συλλέκτες στέγης) θα απειλήσουν την ποιότητα της τροφοδοσίας μας.
Αυτές οι ανησυχίες εξαρτώνται από το γεγονός ότι τα ηλιακά πάνελ και άλλες οικιακές γεννήτριες μπορούν να αυξήσουν τις τάσεις, δυσκολεύοντας ενδεχομένως τις εταιρείες δικτύου να διατηρήσουν τη σταθερότητα σε όλο το δίκτυο. Αλλά αυτό που είναι λιγότερο κατανοητό (και πολύ λιγότερο αναφερόμενο) είναι η τεράστια δυνατότητα της τοπικής παραγωγής να βελτιώσει πραγματικά την ποιότητα της δύναμής μας, αντί να την εμποδίσει.
A νέα έκθεση από μας Τα δίκτυα ανανεώθηκαν Το έργο στοχεύει να δείξει πώς τεχνολογίες όπως οι «έξυπνοι μετατροπείς» μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση της τάσης σε οικιακή κλίμακα και όχι σε υποσταθμούς. Αυτό θα βελτίωνε την ποιότητα της ενέργειας μας και θα ανατρέψει το πιθανό πρόβλημα των οικιακών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε λύση.
Γιατί όλη η φασαρία για την τάση;
Η ηλεκτρική ενέργεια από τα σημεία ισχύος μας θα πρέπει να είναι περίπου στα 230 βολτ, χωρίς να αποκλίνει πολύ πάνω ή κάτω. Αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας, ανάλογα με το πόση ενέργεια καταναλώνεται.
Εδώ είναι μια αναλογία: σκεφτείτε το νερό που ρέει μέσα από σωλήνες. Οι γραμμές τροφοδοσίας είναι οι ίδιοι οι σωλήνες και η τάση είναι όπως η πίεση του νερού στους σωλήνες – δηλαδή η ποσότητα της δύναμης που σπρώχνει το νερό (ή την ηλεκτρική ενέργεια) κατά μήκος. Η χρήση μεγάλων ποσοτήτων ρεύματος προκαλεί πτώση της τάσης, όπως όταν ανάβει το πλυντήριο ενώ κάνετε ντους. ξαφνικά η πίεση πέφτει επειδή και άλλες συσκευές χρησιμοποιούν το νερό.
Η πίεση επηρεάζεται επίσης από το πόσο κοντά βρίσκεται η συσκευή στην πηγή. Για παράδειγμα, εάν το πλυντήριο ρούχων και το ντους σας ήταν συνδεδεμένα ακριβώς στους πρόποδες του φράγματος, αντί στο τέλος πολλών μιλίων σωλήνων, θα μπορούσατε να τα ενεργοποιήσετε και τα δύο και να μην παρατηρήσετε πτώση πίεσης.
Για ένα ηλεκτρικό σύστημα διανομής, αυτό σημαίνει ότι τα σπίτια που βρίσκονται πιο μακριά από τον υποσταθμό είναι τα πιο ευαίσθητα σε πτώση (χαμηλότερη) τάση όταν χρησιμοποιούνται μεγάλες ποσότητες ισχύος.
Η διαχείριση της τάσης ήταν πάντα ένα ζήτημα για τους φορείς εκμετάλλευσης του δικτύου, ιδιαίτερα σε αγροτικές τοποθεσίες όπου οι γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι μεγαλύτερες. Η χαμηλή τάση σε μεγάλες γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος συχνά σημαίνει αμυδρά και τρεμοπαίζουν τα φώτα για τους κατοίκους στο τέλος της γραμμής.
Από την άλλη πλευρά, οι υπερτάσεις μπορεί να βλάψουν τον ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό – λίγο όπως όταν η πίεση του νερού πέφτει από τον εύκαμπτο σωλήνα του κήπου σας από τη βρύση.
Αυτές οι διακυμάνσεις μπορεί να γίνουν πρόβλημα για τις εταιρείες παραγωγής ενέργειας όταν η τάση ξεφεύγει από το επιτρεπόμενο εύρος.
Πώς επηρεάζει η ηλιακή ενέργεια την τάση;
Τα δίκτυά μας ηλεκτρικής ενέργειας δεν κατασκευάστηκαν αρχικά για πολλές τοπικές πηγές παραγωγής, όπως ηλιακά πάνελ ταράτσας ή μικρές ανεμογεννήτριες. Μέχρι πρόσφατα, η ισχύς έρεε γενικά μόνο προς μία κατεύθυνση, από έναν μεγάλο (συνήθως με καύση άνθρακα) σταθμό ηλεκτροπαραγωγής στους καταναλωτές.
Η αυξανόμενος αριθμός οικιακών ηλιακών συλλεκτών στο δίκτυο έχουν αλλάξει αυτό το τοπίο και τώρα η ισχύς ρέει αμφίδρομα. Τα ηλιακά πάνελ μπορούν να κάνουν τη διαχείριση του δικτύου πιο περίπλοκη, επειδή η τάση αυξάνεται εκεί όπου παράγουν ενέργεια.
Μια μικρή αύξηση τάσης δεν είναι πρόβλημα όταν υπάρχει αρκετή ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά όταν κανείς δεν είναι σπίτι στη γειτονιά, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να ανυψώσει την τάση πέρα από το ανώτατο όριο.
Σε αυτή την περίπτωση, τα προστατευτικά κυκλώματος στη γεννήτρια πιθανότατα θα σκοντάψουν και τα ηλιακά πάνελ θα κοπούν, για να προστατεύσουν το δίκτυο. Αυτό σημαίνει επίσης ότι το νοικοκυριό δεν θα έχει πρόσβαση (ή δεν θα πληρώνεται γι' αυτό!) την ηλιακή ενέργεια που παράγει.
Οποιαδήποτε γεννήτρια που ανήκει στον πελάτη μπορεί να επηρεάσει την τάση – συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών, των μπαταριών ή των γεννητριών ντίζελ. Αλλά έχουμε την τάση να ακούμε για ηλιακή ενέργεια επειδή είναι μακράν το πιο δημοφιλές μέσο της τοπικής παραγωγής. Η Αυστραλία έχει πλέον περισσότερα από 1.5 εκατομμύριο σπίτια με ηλιακή ταράτσα, και ο αριθμός αυτός αυξάνεται ραγδαία.
Ενώ μερικοί άνθρωποι μπορεί να το βλέπουν ως πρόβλημα, μερικές φορές η λύση βρίσκεται στο ίδιο το πρόβλημα. Σε αυτή την περίπτωση, τα νέα ηλιακά συστήματα μπορούν να προσφέρουν έναν πολύ πιο εξελιγμένο τρόπο διαχείρισης της τάσης του δικτύου.
Η καινοτομία: οι έξυπνοι μετατροπείς μπορούν να ελέγχουν την ηλιακή ενέργεια και τις μπαταρίες για να βοηθήσουν στη σταθεροποίηση της τάσης στο δίκτυο.
Πώς μπορεί η ηλιακή ενέργεια να γίνει η λύση;
Παραδοσιακά, οι λύσεις διαχείρισης τάσης είναι αρκετά αμβλύ, επηρεάζοντας δεκάδες ή και εκατοντάδες ιδιότητες κάθε φορά, παρά το γεγονός ότι οι συνθήκες μπορεί να είναι αρκετά διαφορετικές σε κάθε ιδιοκτησία. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται – γεμάτος με τεχνικά ακούγονται ονόματα όπως “on-load tap changers” και “line-drop compensators” – είναι ακριβός και συχνά βρίσκεται εντός μετασχηματιστών σε υποσταθμούς. Όλο αυτό το κιτ ηλεκτρολογίας αυξάνει το κόστος ενέργειας για τους πελάτες.
Ωστόσο, τα νέα ηλιακά συστήματα και συστήματα μπαταριών έχουν πλέον την ευφυΐα να διαχειρίζονται την τάση με φθηνότερο και πιο στοχευμένο τρόπο, μέσω των «έξυπνων» μετατροπέων τους. Αυτές οι νέες τεχνολογίες ενδέχεται να παρέχουν τον κρίκο που λείπει για νέες ανανεώσιμες και αξιόπιστες πηγές ενέργειας.
Έτσι λειτουργεί: οικιακή ηλιακή ενέργεια, μπαταρίες και άλλες γεννήτριες συνδέονται στο δίκτυο μέσω μετατροπέων που έχουν πλέον ενσωματωμένο IoT (Ίντερνετ των πραγμάτων) τεχνολογία επικοινωνιών. Αυτοί οι έξυπνοι μετατροπείς επιτρέπουν στο δίκτυο να «μιλάει» με την τοπική γεννήτρια και να ζητά υπηρεσίες υποστήριξης, μεταξύ άλλων μέσω αυτού που ονομάζεται δύναμη αντίδρασης (δείτε το παρακάτω γράφημα).
Η άεργος ισχύς μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση και μείωση της τάσης στο δίκτυο, βελτιώνοντας την ποιότητα της ισχύος μας, συμπεριλαμβανομένης της σταθερότητας της τάσης. Για περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες δείτε το μας πρόσφατα δημοσιευμένη έκθεση σχετικά με τη δυνατότητα έξυπνων μετατροπέων να βοηθούν στη διαχείριση του δικτύου.
Οι έξυπνοι μετατροπείς μπορούν να εξάγουν ή να απορροφούν τόσο πραγματική όσο και άεργο ισχύ.
Όλα αυτά είναι δυνατά μόνο εάν οι επιχειρήσεις δικτύου είναι ανοιχτές σε νέους, προληπτικούς τρόπους λειτουργίας - όπως αποδεικνύεται από τους συνεργάτες του έργου Networks Renewed Ενωμένη Ενέργεια στη Βικτώρια και Βασική Ενέργεια στη Νέα Νότια Ουαλία.
Αυτό σημαίνει αλλαγή σκέψης από το παραδοσιακό μοντέλο παθητικού πελάτη – σας προσφέρουμε ενέργεια! – σε μια πιο δυναμική και συνεργατική, στην οποία οι πελάτες μπορούν πραγματικά να βοηθήσουν στη διαχείριση του δικτύου καθώς και στη χρήση και την παραγωγή ενέργειας.
Σίγουρα, η μετάβαση ενός ολόκληρου ενεργειακού συστήματος δεν είναι κάτι κακό, αλλά προσφέρει μια ευκαιρία να χτιστεί ένα καλύτερο, πιο ανθεκτικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας που περιλαμβάνει περισσότερη ανανεώσιμη ενέργεια.
Εάν είμαστε έξυπνοι, δεν θα χρειαστεί να ανταλλάξουμε τον αντίκτυπό μας στο κλίμα με την αξιοπιστία του ηλεκτρικού μας συστήματος. Πρέπει απλώς να είμαστε ανοιχτοί σε νέους τρόπους επίλυσης παλαιών προβλημάτων.
Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα, το Institute of Sustainable Futures διοργανώνει ένα δημόσιο φόρουμ για τα Networks Renewed στην πανεπιστημιούπολη UTS την Τρίτη 14 Φεβρουαρίου στις 12:15-3:15 μ.μ. Για περισσότερες πληροφορίες
Σχετικά με τους συγγραφείς
Lawrence McIntosh, Senior Research Consultant, Institute for Sustainable Futures, Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Σίδνεϊ και Dani Alexander, Διευθυντής Έρευνας, Ινστιτούτο για το Βιώσιμο Μέλλον, Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Σίδνεϊ
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικά βιβλία
at InnerSelf Market και Amazon
