QAZAQ GREEN.  Группа специалистов из Ок-Риджской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработала проект по использованию солнечных батарей и накопителей, которые могут обеспечивать электроэнергией как высоковольтные линии переменного, так и постоянного тока, и таким образом укреплять стабильность энергосистемы, сообщает Electrek.

Вот как это работает.

В большинстве энергосистем США используется переменный ток, или AC, который постоянно меняет направление потока электронов. Но солнечные батареи и аккумуляторы используют постоянный ток, или DC, который течет в одном направлении.

В энергосистеме США имеется меньшее количество высоковольтных линий постоянного тока, которые более эффективны при доставке электроэнергии на большие расстояния или в отдаленные регионы.

Преобразование тока между постоянным и переменным требует специализированной силовой электроники. Поэтому исследователи из Ок-Риджской национальной лаборатории разработали систему проектирования и управления, а также архитектуру солнечной электростанции и накопителя, которые могут подавать энергию как на высоковольтные линии переменного, так и постоянного тока. В результате возобновляемая энергия может передаваться более легко и надежно.

Проект называется MARS, или «многопортовая автономная реконфигурируемая солнечная электростанция». Это комплексный пакет, включающий в себя силовую электронику, электрическую архитектуру и программное обеспечение для обеспечения кибербезопасности. А поскольку она работает по принципу «подключи и работай», коммунальным службам проще и дешевле ввести ее в эксплуатацию.

Моделирование аппаратных средств на примере двух калифорнийских объектов показало, что MARS достигает 50% снижения потерь электроэнергии, 16% улучшения стабилизации частоты переменного напряжения и 100% обнаружения кибервзломов.

MARS также может перенастраивать себя в зависимости от доступной энергии. Например, когда солнечные панели не вырабатывали электричество ночью, MARS могла продолжать подключаться к системам передачи переменного и постоянного тока и использовать накопленную энергию аккумуляторов для дополнения своей работы.

Исследователи обнаружили, что MARS снижает затраты на электроэнергию до 40%, поскольку они разработали алгоритм для точной настройки размера установки и хранения энергии для максимизации годового дохода. 

MARS также включает в себя инновационный тип инвертора, который может поддерживать стабильность сети и запускать сеть после сбоев.

«Необходимо, чтобы энергосистема не несла значительных потерь энергии при перебоях. Традиционные возобновляемые электростанции могут отключиться от сети или прекратить подачу энергии, но с MARS такого не происходит. Она может лучше справляться со сбоями во внешней сети и продолжать работать, поддерживая более крупную энергосистему», – пояснил руководитель группы Суман Дебнат (Suman Debnath).

Ок-Риджская национальная лаборатория работает с такими промышленными партнерами, как Southern California Edison, Opal-RT, Hitachi Energy и Технологический институт Джорджии. Команда лаборатории и ее партнеры работают вместе, чтобы развернуть первоначальную полевую демонстрацию либо компонентов MARS, поддерживающих стабильность сети, либо уменьшенной версии полной конструкции.