Автономная система электроснабжения: как правильно выбрать систему энергоснабжения.

Содержание

готовые решения — схемы и фото автономного электроснабжения загородного дома

Постоянный рост тарифов на услуги поставщиков электроэнергии ведет к неоправданному увеличению расходов на содержание частного жилья. Автономное электроснабжение дома, организованное одним из многочисленных, существующих на данный момент способов, поможет эффективно решить эту проблему и обрести независимость от централизованных энергосетей

Требования к автономным системам электроснабжения

Чтобы автономное электроснабжение частного коттеджа оправдало вложенные в его организацию средства, надежно функционировало в течение длительного периода времени с обеспечением должного уровня безопасности, необходимо, чтобы оно соответствовало целому ряду требований:

Неукоснительное соответствие эксплуатируемого оборудования нормам пожарной и электробезопасности
Невысокий уровень шумов или наличие соответствующей звукоизоляции
Возможность работы энергосистемы без вмешательства человека в течение длительного периода времени
Экономичность за счет низкого потребления энергоносителей
Ремонтопригодность и несложное эксплуатационное обслуживание
Надежная работа независимо от времен года и погодных условий
Экологическая безопасность устанавливаемого оборудования

Но главным требованием является бесперебойность и устойчивость электропитания всех энергопотребителей и электрооборудования, составляющего систему жизнеобеспечения вашего жилища.

Монтажу независимой системы должен предшествовать этап создания проекта электрики с предварительными расчетами всех необходимых параметров.

Более подробно о требуемых характеристиках можно прочесть в ПУЭ, а так же других действующих нормативах, регламентирующих данную область деятельности.

Плюсы и минусы автономного электроснабжения

Современные достижения науки и техники позволяют применять в автономных схемах электроснабжения самые разнообразные энергоресурсы и способы преобразования энергии. Все они имеют, как свои преимущества, так и недостатки.

Плюсы независимых энергосистем

Возможность организации полноценного энергоснабжения коттеджа в удаленных и малонаселенных пунктах с отсутствием доступа к централизованной подаче электроэнергии
Отсутствие необходимости платить за услуги поставки электричества и соблюдать социальные нормы потребления энергии
Независимость качества и бесперебойности электрики от внешних факторов и энергопоставляющих компаний
Отсутствие риска выхода из строя бытового электрооборудования из-за внезапных скачков напряжения (при правильных предварительных расчетах и соблюдении эксплуатационных норм для используемых систем)

Возможность получения дополнительного дохода от продажи излишков электроэнергии государственным структурам в рамках одной из действующих экспериментальных программ

Минусы:

Оборудование независимых систем электропитания является дорогостоящим
Независимое энергоснабжение имеет длительный срок самоокупаемости
Все расходы на ремонт и обслуживание ложатся на плечи домовладельца
Необходимость самостоятельного регулярного ухода и обслуживания установленного оборудования

Виды и выбор источников энергии

Проблема выбора того или иного вида независимого электроснабжения для загородного коттеджа сводится к поиску доступного и недорогого источника энергии. К таковым относятся топливные электрогенераторы, работающие на бензине, солярке, других нефтепроизводных и природном газе.

Наиболее дешевым топливом считается природный газ. Но, чтобы такая энергосистема работала бесперебойно, необходимо наличие газификации.

Генераторы, использующие дизельное топливо, бензин и пр., потребуют наличия специальной емкости для хранения горючих жидкостей с необходимостью регулярного пополнения их запасов.

Среди автономных систем, преобразующих общедоступные природные виды бесплатной энергии, наибольшее распространение сегодня получили:

Полупроводниковые панели, преобразующие солнечную энергию в электрическую – солнечные батареи
Ветровые генераторы, вращаемые энергией ветра
Небольшие гидроэлектростанции

Выбирая тот или иной вид электроснабжения для своего коттеджа, необходимо учесть все его технические характеристики, плюсы и минусы, имеющиеся потребности в электроэнергии, а также экономическую составляющую вопроса.

Далее рассмотрим более подробно каждую из перечисленных независимых энергетических систем в плане использования их на практике.

Готовые решения – какие бывают?

В настоящее время промышленность предлагает множество вариантов по организации независимого электроснабжения частных домов. В зависимости от поставленных целей, а так же имеющегося бюджета, Вы можете выбрать для себя одно из них. А предоставленная ниже информация поможет сориентироваться в достоинствах и недостатках каждого из вариантов и определиться с выбором.

Генераторы, работающие на жидком горючем

Это наиболее распространенные виды электрогенерирующих установок. Они позволяют быстро организовать независимое снабжение электричества Вашего коттеджа и участка, обладают для этого достаточной мощностью и надежностью.

Главным преимуществом жидкотопливных генераторов является их независимость от внешних погодных и других условий. Однако, из-за дороговизны дизельного топлива, бензина и других нефтепроизводных, данные системы получили распространение только в качестве резервных, используемых при отключении централизованной подачи электроэнергии. Мало кто может себе позволить сжигать от 0,25 до 1 литра топлива в час круглосуточно и ежедневно. Да и требующееся регулярное техническое обслуживание подобных агрегатов обходится недешево.

Еще один недостаток жидкотопливных энергетических установок – это высокий уровень шумов и повышенные требования безопасности. По этим причинам под дизельный или бензиновый генератор приходится оборудовать отдельное помещение, включая установку отдельной емкости для хранения запасов топлива.

Газовые электрогенераторы

Еще один вариант, с помощью которого можно реализовать автономное электроснабжение загородного дома – готовые решения с использованием оборудования, работающего на природном газе. Данные установки считаются экономически более выгодными в сравнении с жидкотопливными генераторами.

Однако их монтаж требует большого количества разрешительной документации, а так же профессиональных монтажных работ, выполняемых специалистами газовой компании. Также, при выборе данного варианта необходимо заказать проекта установки и последующего его согласование со всеми заинтересованными инстанциями.

Солнечные батареи

Солнечные батареи состоят из множества полупроводниковых элементов, в которых происходит преобразование световой энергии солнца в электричество.

Солнечная домашняя электростанция не требует никакого дополнительного топлива. А расходной частью при ее обустройстве является лишь стоимость закупаемого оборудования (солнечные панели, аккумуляторные батареи, инверторы, контроллеры, прочая аппаратура и материалы).

Эксплуатационное обслуживание солнечных батарей заключается в их правильной ориентации относительно солнца, а так же в регулярном протирании панелей от пыли, грязи, посторонних предметов, включая уборку снега в зимний период. Впрочем, установка панелей под определенным углом (около 70° относительно поверхности), препятствует скоплению на них снежных масс.

Возможность круглосуточного использования солнечной энергии обеспечивают накапливающие ее в течение дня аккумуляторы. При этом солнечная электростанция абсолютно бесшумна и экологически безвредна.

Заявленная производителем мощность солнечных батарей сохраняется в течение первых 20-25 лет эксплуатации. Затем уровень вырабатываемой электроэнергии снижается примерно на 20% и сохраняется в течение следующих 20 лет.

Облачность и другие погодные условия незначительно снижают производительность такого энергогенерирующего комплекса. Серьезно повлиять на эффективность солнечных панелей может только искусственная затененность и неправильное расположение их относительно солнца. Как правило, батареи должны «смотреть» на юг своей лицевой частью, где и расположены полупроводниковые элементы.

При размещении солнечных батарей на крыше коттеджа стоит позаботиться о дополнительном креплении кровли. Панели имеют немалый вес, что может пагубно сказаться на прочности не усиленных несущих конструкций.

Мощность солнечной электростанции можно наращивать в широких пределах, добавляя дополнительные панели и аккумуляторные банки, в зависимости от имеющихся энергетических потребностей.

Ветровые генераторы

Еще один источник альтернативной энергии – ветрогенератор. Он позволяет организовать экологически чистое автономное электроснабжение частного коттеджа за счет бесплатной энергии ветра.

Технически устройство представляет собой турбину, вращаемую атмосферными воздушными потоками. Ветряки располагают обычно на крышах зданий, а так же на стойках, мачтах и башнях высотой более 3 м.

В подобных генераторах происходит преобразование кинетической энергии вихревых воздушных потоков в механическую энергию вращающегося ротора, который и вырабатывает электричество для бытовых целей.

Чтобы определить целесообразность монтажа ветровой установки и ее будущую эффективность, необходимо тщательно изучить статистические данные метеослужб о силе и направлении ветров в районе проживания. Это надо сделать хотя бы за последние пару десятков лет. Подобную информацию можно почерпнуть в интернете, на сайтах погодной тематики.

Оптимальным условием для полноценной работы ветрового электрогенератора считается наличие постоянных ветров со скоростью 14 км/ч и более. Иначе, дорогостоящий агрегат просто не будет справляться со своими функциями, и вырабатывать достаточно электроэнергии для нужд вашего жилища.

К дополнительным достоинствам ветровых электрогенераторов можно отнести высокую надежность, отсутствие вредных выбросов и отходов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду.

Бытовые гидроэлектростанции

Использование бесплатной энергии воды в целях вырабатывания электрической энергии требует наличия вблизи коттеджа естественного водоема. Системы переработки гидроэнергии в электрическую обладают высоким КПД, отличными показателями безопасности и экологичности.

Современные гидравлические турбогенераторы имеют высокую степень автоматизации и обеспечивают надлежащее качество вырабатываемой электроэнергии – стабильные показатели по частоте и напряжению.

Установка подобного агрегата в личных целях требует наличия проекта, согласованного с ведомством, управляющим водными ресурсами данной местности, а также иной разрешительной документации.

Как сделать автономную электростанцию своими руками

Полноценную систему независимого электроснабжения коттеджа можно сегодня собрать самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенным опытом, техническими навыками, а так же знаниями о составе и принципе действия независимых энергетических комплексов.

В состав любой альтернативной схемы снабжения коттеджа электроэнергией входят следующие компоненты:

Исходный источник электрической энергии – топливный генератор или один из альтернативных источников, описанных выше (солнечные батареи, ветровая или гидравлическая турбина)
Блок заряда аккумуляторов, преобразующий параметры электроэнергии от первичного источника для передачи и накопления ее в аккумуляторных батареях
Накапливающие электроэнергию аккумуляторные батареи
Инверторное устройство, преобразующее напряжение аккумуляторов до необходимых параметров бытовой электросети (220 В, 50 Гц)
Кабели и провода электропроводки, выключатели, автоматы, розетки, распределительные щитки и т. д.

Подобрать и приобрести необходимые составляющие не составит труда. Все упирается лишь в финансовые возможности и существующие потребности в электроэнергии.

Эффективность будущей энергосистемы будет зависеть от правильности первоначальных расчетов, качества подобранного электрооборудования и ваших умелых действия как монтажника.

Поскольку стоимость большей части необходимых устройств довольно велика, если Вы не уверены в своих навыках и умениях, лучше обратиться за советом и помощью в монтаже к профессионалам. Только так Вы получите гарантию эффективности и окупаемости своей независимой системы энергоснабжения.

Читайте другие статьи по данной тематике

Прокладка проводки по потолку	Типовые проекты электрики дома
Как провести электропроводку по полу	Резервное электроснабжение загородного дома
Однолинейная схема электроснабжения частного загородного дома	Как выполнять электропроводку в каркасном доме
Как сделать электропроводку в деревянном доме	Монтаж электропроводки в деревянном доме: описание и правила
Монтаж электропроводки своими руками	Как сделать электропроводку в доме из бруса
Как правильно осуществить прокладку вводного канала в дом	Ретро электропроводка на роликах, изоляторах
Открытая электропроводка	Электропроводка в доме: как сделать
Технология монтажа кабель канала из ПВХ	Скрытый электромонтаж в подробностях

Услуги по данной тематике

Внутренний электромонтаж	Электрика под ключ
Умный дом под ключ	Электрика в деревянном доме под ключ
Электрика в деревянном доме	Монтаж электрики
Проектирование электроснабжения	Монтаж ретро проводки
Прайс-лист на электромонтажные работы	Проектирование электроснабжения частного дома
Электрика в частном доме под ключ	Электрика в каркасном доме под ключ
Цены на проект электрики	Проект электроснабжения
Расчет стоимости электромонтажных работ	Цена на установку умного дома
Монтаж умного дома	Проектирование умного дома

Автономные системы электроснабжения

Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным инженерным сетям. Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов. Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.

Содержание

Автономные системы электроснабжения частного дома

Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.

Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения.

Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.

Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:

Преобразователь энергии. Представлен солнечными панелями или ветровым генератором, где энергия солнца и ветра преобразуется в электрический ток. Их эффективность во многом зависит от природных условий и погоды в данной местности – от солнечной активности, силы и направления ветра.
Аккумуляторы. Представляют собой электрические емкости, накапливающие электричество, активно вырабатываемое при оптимальной погоде. Чем больше имеется аккумуляторов, тем дольше сможет расходоваться запасенная энергия. Для расчетов используется среднесуточное потребление электричества.
Контроллер. Выполняет управляющую функцию по распределению потоков выработанной энергии. В основном эти устройства контролируют состояние аккумуляторных батарей. Когда они полностью заряжены, вся энергия уходит напрямую потребителям. Если же контроллер обнаруживает разрядку батареи, то энергия перераспределяется: она частично уходит потребителю, а другая часть затрачивается на зарядку батареи.
Инвертор. Устройство для преобразования постоянного тока 12 или 24 вольта в стандартное напряжение 220 В. Инверторы имеют различную мощность, для расчета которой берется суммарная мощность одновременно работающих потребителей. При расчетах необходимо давать определенный запас, поскольку работа оборудования на пределе возможностей приводит к его быстрому выходу из строя.

Существует различное автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения которого дополняются различными элементами в виде соединительных кабелей, балластов для сброса лишнего электричества и прочими составными частями. Для правильного выбора агрегата следует более подробно ознакомиться с каждым типом альтернативных источников питания.

Генераторы и мини-электростанции

Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей. При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией. Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.

Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе. Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети. Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.

Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.

Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.

Бензиновые. Чаще всего используются в качестве резервного источника питания в связи с высокой стоимостью топлива и сравнительно дорогим техническим обслуживанием. Стоимость бензиновых агрегатов значительно ниже других аналогов, что делает их экономически выгодными именно в качестве резервного источника на период отключения основной электроэнергии.
Дизельные. Обладают значительным моторесурсом, гораздо выше, чем у бензиновых аналогов. Такое оборудование может работать дольше, даже при больших нагрузках. Несмотря на их высокую стоимость, дизельные генераторы пользуются повышенным спросом из-за дешевого топлива и недорогого технического обслуживания.
Газовые. Надежность и эффективность этих агрегатов вполне может сравниться с бензиновыми и дизельными генераторами. Основным достоинством является их низкая цена и экологическая чистота в процессе эксплуатации.

Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.

Аккумуляторы и источники бесперебойного питания

Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии. Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.

В состав ИБП входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.

Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.

К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%. Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии. Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.

Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.

Электроснабжение частного дома солнечными батареями

В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.

Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.

Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.

Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.

Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.

Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.

Ветрогенераторные установки

Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.

Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора. В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости. Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.

Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов. Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт. В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.

Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.

Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока. Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру. В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.

Автономные энергетические системы | Модернизация сети

Автономные энергетические системы (АЭС) обеспечивают интеллектуальные и надежные решения для эксплуатации сильно электрифицированные, гетерогенные энергетические системы.

Интегрированные энергетические каналы

Это исследование соответствует одной из важнейших целей NREL.

Энергетические системы становятся все более неоднородными из-за распространения солнечная энергия, ветер, хранение энергии, электромобили и автоматизация зданий. Энергия будущего системы потребуют безопасной, автономной и надежной связи, управления и взаимодействие между миллионами распределенных точек генерации и миллиардами зданий, транспортные средства и многое другое. NREL создал концепцию AES и провел фундаментальные исследования работать над разработкой интеллектуальных и надежных решений для эксплуатации сильно электрифицированных, гетерогенные энергетические системы.

AES позволит эффективно управлять ростом распределенных ресурсов и поток данных, поступающих из этих систем. АЕС обеспечивает:

Автономные энергетические системы: Новый взгляд на оптимизацию и управление энергетическими системами будущего

Посмотрите наш видеообзор автономных энергетических систем.

Текстовая версия

Эффективные и рентабельные подходы к рационализации использования переменной возобновляемой генерации и инновационных технологий
Операции в реальном времени для балансировки нагрузки/потребления и генерации/поставки каждую секунду и наиболее эффективного использования асинхронных данные и управление для адаптации к изменяющимся условиям и задержкам в связи
Надежная устойчивость к помехам, сбоям, отключениям и сбоям как в кибер-, так и в физических сетях
Взаимодействие с интеграцией решений, устройств, платформ и данных с помощью стандартных протоколы
Масштабируемость для управления сотнями миллионов энергоресурсов в сети, возобновляемых источников энергии, хранение, мобильность, здания, инверторы и микроконтроллеры — от сообществ до кварталы в регионы.

NREL утвердил технологии AES для различных применений как в лаборатории, и посредством небольших реальных демонстраций. Мы сотрудничаем с коммунальными службами, земельными разработчики, муниципалитеты и города для улучшения существующих и создания новых энергетических систем для районов, военных объектов и племенных земель. Теперь NREL берет на себя следующий шаг через партнерства — государственные и частные — для быстрого ускорения перехода к крупномасштабным, интеллектуальным, автономным энергетическим системам будущего с низким уровнем выбросов.

Работайте с нами

Воспользуйтесь передовыми возможностями, передовым опытом и стратегическими партнерами — и оставьте свой след в нашем автономном энергетическом будущем. Партнеры, заинтересованные в сотрудничестве с NREL для продвижения своих энергетических систем рекомендуется подключиться и узнать больше.

Fei Ding
Менеджер группы, автоматизация и управление сетью
[email protected]
303-275-4590

Тай Ферретти
Менеджер по развитию стратегического партнерства
[email protected]
303-384-6357

Текстовая версия

Алгоритмы управления для автономных энергетических систем

Компания NREL разработала и протестировала эффективные алгоритмы оптимизации и управления для операций в реальном времени, которые ежесекундно и постоянно балансируют нагрузку и генерацию следить за состоянием системы. NREL также добился фундаментальных успехов в областях такие как обучение с подкреплением для оптимизации без использования моделей и данных, а также на основе консенсуса. оптимизация для распределенного принятия решений. Кроме того, алгоритмы позволяют отключить из сети в изолированный режим, который может обеспечить надежность и отказоустойчивость клиентов в случае сбоя питания.

Системные архитектуры для поддержки автономных энергетических систем

Управление разнородными элементами высокораспределенной энергетической системы требует целостного операционные и коммуникационные архитектуры, которые органично интегрируют рассредоточенные контроллеры с недавно разработанными алгоритмами и существующими унаследованными системами, каждая из которых может быть отдельного владельца, платформы или производителя. Таким образом, системная архитектура является еще одним важным рабочим потоком для обеспечения успешной реализации автономных энергетические системы.

Автономная урбанизация и проверка ARIES

Применение AES для удовлетворения потребностей города или сообщества может быстро ускорить график достижения своих целей в области чистой энергии. Гибкий и модульный подход NREL для проверки и демонстрации автономной урбанизации, способной быстро и гибко поддерживать сообщества, когда они проверяют энергетический переход. инвестиции до развертывания.

Продемонстрированные решения решают ключевые задачи

Виртуальная электростанция — ферма Stone Edge, Калифорния

Когда алгоритмы NREL были реализованы на контроллерах Heila Technologies, команда продемонстрировали, что 20 микросетевых активов фермы могут функционировать вместе как отказоустойчивая виртуальная электростанция. Микросеть мощностью 785 кВт питает ферму площадью 6,5 га через комбинация солнечных батарей, топливных элементов, микротурбины, работающей на природном газе и водород, и хранение в виде батарей и водорода.

Resilient Community—Basalt Vista, Colorado

NREL и Holy Cross Energy объединили усилия для устранения географических ограничений, бытовых нагрузок, взаимодействующих с сетью, и использовать экологически чистую энергию местного производства с делает акцент на доступности и преодолении перебоев в подаче электроэнергии во время экстремальных явлений. В настоящее время планируется масштабирование этого продемонстрированного автономного управления распределенной сетью. энергоресурсы и системы хранения энергии от нынешних нескольких домов до вся система.

Крупнейшая микросеть в Северной Америке в неблагополучном сообществе — Боррего-Спрингс, California

NREL и San Diego Gas & Electric Co. построили масштабированную виртуальную модель, включающую распределенные энергетические ресурсы с питанием и аппаратным обеспечением контроллера. Модель протестирована микросеть, особенно отключение и повторное подключение, для подтверждения ее производительности до того, как он был развернут.

Военная энергетическая безопасность и устойчивость — авиабаза морской пехоты (MCAS) Мирамар, Калифорния

Это партнерство 2008 года было основано на планировании нулевого энергопотребления: установка распределенных возобновляемые источники энергии и повышение энергоэффективности. Теперь MCAS и NREL занимаются микросеть всей установки, которая гарантирует, что линия полета MCAS и другие В критических вспомогательных объектах всегда есть питание, даже во время отключения электроэнергии.

Предстоящие семинары

Семинар по автономным энергетическим системам, 6–8 сентября 2023 г.

Предыдущие семинары

Виртуальный семинар по автономным энергетическим системам (2022)

Публикации

Автономные энергетические системы, Информационный бюллетень NREL (2022 г.)

Автономные энергосистемы и генераторы, повышающие энергетическую безопасность

Автономные энергосистемы и генераторы могут значительно повысить общую энергетическую безопасность страны, обеспечивая резервное питание в случае отключения или нарушения работы основной энергосистемы. Эти системы можно использовать в самых разных условиях, от домов и малых предприятий до крупных промышленных предприятий и критической инфраструктуры. В частности, российско-украинская война высветила потребность в надежных автономных энергосистемах и генераторах.

Несмотря на беспорядки войны, Украина сохранила стабильное электроснабжение и оказалась одной из лучших стран, лучше всего оснащенных автономными энергосистемами и генераторами.

Автономные энергосистемы облегчают интеграцию распределенных возобновляемых источников энергии, допускают создание систем с несколькими генерациями, например, комбинированного производства тепла, охлаждения и электроэнергии, снижают потери при передаче и повышают способность формировать чистую нагрузку и регулировать местное качество электроэнергии. Одним из ключевых преимуществ автономных энергосистем и генераторов является их способность работать независимо от основной энергосистемы. Это означает, что они могут продолжать подавать электроэнергию даже в случае масштабного отключения электроэнергии или других нарушений в работе сети. Это может быть особенно важно в районах, подверженных суровым погодным условиям, таким как ураганы или метели, или там, где сетевая инфраструктура устарела или уязвима для кибератак.

Еще одним преимуществом автономных энергосистем и генераторов является их способность обеспечивать надежное и стабильное питание. Это может быть особенно важно для критической инфраструктуры, такой как больницы или центры обработки данных, где даже кратковременное отключение питания может иметь серьезные последствия. Помимо повышения энергетической безопасности, автономные энергосистемы и генераторы также могут помочь снизить общие затраты на электроэнергию. В долгосрочной перспективе автономные энергосистемы могут быть более рентабельными, чем традиционная энергосистема. Это потому, что они устраняют необходимость в дорогостоящей инфраструктуре и обслуживании. Вырабатывая собственную электроэнергию, предприятия и домохозяйства могут снизить свою зависимость от дорогостоящей электроэнергии из сети и, возможно, даже вырабатывать избыточную энергию, которую можно продать обратно в сеть.

Использование автономных энергосистем и генераторов может обеспечить ряд других преимуществ, включая повышенную надежность, экономию средств, гибкость, экологическую устойчивость и независимость. Многие автономные энергетические системы и генераторы используют возобновляемые источники энергии, такие как солнечная или ветровая энергия, которые являются чистыми и устойчивыми. Это может сократить выбросы углерода и способствовать экологической устойчивости. Они могут обеспечить независимый источник питания, что может быть важно для критически важных приложений, таких как больницы, центры обработки данных и аварийно-спасательные службы.

Несмотря на ряд преимуществ автономных энергосистем и генераторов, с ними связаны и определенные недостатки. Первоначальные затраты на установку автономной энергосистемы или генератора могут быть выше, чем на подключение к традиционной электросети. Это особенно верно, если система предназначена для использования возобновляемых источников энергии, для чего может потребоваться дорогостоящее оборудование. Кроме того, как и любая механическая система, автономные энергетические системы и генераторы требуют регулярного обслуживания для обеспечения их правильной работы. Это может быть проблемой в удаленных или труднодоступных местах. Некоторые автономные энергетические системы и генераторы полагаются на батареи или другие методы хранения энергии, емкость которых может быть ограничена. Это означает, что они могут быть не в состоянии обеспечить питание в течение длительного времени без подзарядки или дозаправки.

FacebookTwitterLinkedinEmail

Отказ от ответственности

Мнения, выраженные выше, принадлежат автору.

КОНЕЦ СТАТЬИ

Эта драка в Палате представителей
Бойкотируя инаугурацию нового парламента, Оппн забил себе гол
Скипетр и субстанция: символы приобретают значение, когда их обещание выполняется
Решение двух Дели: есть выход из ссоры. Центр должен создать себе союзную территорию Нью-Дели.

РубрикаРазное