Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ingeniører utvikler verktøy for å dele kraft fra fornybare energikilder under utbrudd

Anonim

Hvis du tror du kan bruke solcellepanelene på taket ditt til å drive hjemmet ditt under en feil, tenk igjen. Under en avbrudd, mens hjemmet ditt forblir koblet til rutenettet, blir de enheter som styrer solcellepanelene slått av av sikkerhetshensyn. Med andre ord gjør denne permanente tilkoblingen til nettet det umulig for villaeiere å trekke på kraft som er generert av egne fornybare energiressurser.

annonse


Et team ingeniører ved University of California San Diego vil endre dette. De har utviklet algoritmer som ville tillate boliger å bruke og dele strøm fra deres fornybare energikilder under strømbrudd ved å koble disse enhetene, kalt solomformere, fra nettet, strategisk frakoblet. Algoritmene arbeider med eksisterende teknologi og vil forbedre systemets pålitelighet med 25 til 35 prosent. Forskere beskriver algoritmer og deres applikasjoner i et papir de presenterte på den amerikanske kontrollkonferansen i Seattle, Wash.

"Vi ble inspirert til å begynne å undersøke en måte å bruke fornybar energi under utbrudd etter at orkanen Sandy hadde rammet åtte millioner mennesker på østkysten og forlot noen uten strøm i opptil to uker, sier Abdulelah H. Habib, Ph.D. kandidat i maskinteknikk ved UC San Diego og papirets første forfatter.

Bare noen få timer uten strøm kan føre til store tap for både produkt og inntekt. Hvert år opplever 7 millioner kunder strømbrudd. Outages som varer mer enn 5 til 10 minutter koster kunder mer enn $ 80 milliarder hvert år.

Hvordan algoritmen fungerer

Innovasjonen her er algoritmenes evne til å prioritere distribusjon av kraft fra fornybare ressurser under en strømbrudd. Ligningene tar hensyn til prognoser for sol- og vindkraftproduksjon, samt hvor mye energi lagring er tilgjengelig, inkludert elektriske kjøretøyer, batterier og så videre. Algoritmen kombinerer den informasjonen med mengden energi som beboerne forventes å bruke, samt mengden energi som en klynge av boliger kan generere.

Algoritmen kan også programmeres til å inkludere en prioritetsfunksjon, basert på forskjellige parametere. For eksempel kan kunder som er villige til å betale mer få prioritet for å få strøm i løpet av en strømbrudd. Eller kunder som genererer mer energi enn de produserer under normal drift, vil ikke miste strøm under en feil. Enda viktigere, algoritmen kunne prioritere kunder som har akutt behov for strøm, fordi de for eksempel bruker livsutstyr.

Maskinvare og lagring

Forskere undersøkte hvilken energilagringskonfigurasjon som ville fungere best med algoritmen. Selv om de har energilagringssystemer i hvert hjem, fører det til optimal ytelse, og de fleste kunder foretrekker å dele et lagringssystem i fellesskap, noe som dramatisk reduserer kostnadene.

"Sammenhengende hus er mye mer motstandsdyktige under utbrudd, " sa Raymond de Callafon, professor i maskinteknikk ved University of California San Diego, og en av de eldste forfatterne av papiret. "De er også mer motstandsdyktige mot prisfluktuasjoner. De kan gjøre en mye bedre jobb på å dele ressurser og fordeler hvert hus."

Algoritmene arbeider med eksisterende teknologi, men de krever at hvert hjem skal være utstyrt med kretsbrytere som kan styres eksternt - og disse enhetene er ennå ikke utbredt. Verktøy må også installere avanserte kommunikasjonsmetoder som tillater at kraftsystemene i en boligklynge skal snakke med hverandre.

I tillegg er alle boliger med solcellepaneler utstyrt med omformere, som gjør at likestrømmen fra panelene blir til vekselstrøm som kan sirkulere på rutenettet. Disse er såkalte "grid following" enheter, fordi de bare kan koble til nettet. For å bringe sammen en gruppe boliger, må hvert hus være utstyrt med en "grid forming" inverter, som kan koble til lignende enheter på andre boliger.

Neste skritt

Neste trinn inkluderer å vise at systemet er pålitelig i laboratoriet, med programvare og maskinvare både i loop. Endelig må forskriftene endres landsomfattende. I de fleste stater er det ikke tillatt for private huseiere å selge strøm til andre boligeiere. Inntil nye forskrifter er på plass, peker forskerne på at teknologien også vil være til nytte for bedrifter utstyrt med fornybare kraftkilder som trenger konstant strøm og ikke har backupgenerator.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of California - San Diego . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.