Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии

Если вы являетесь Независимым системным оператором Мидконтинента — организацией, управляющей потоками высоковольтной электроэнергии через центральную полосу США и Канады, от Манитобы, Мичигана и Миннесоты через Айову и до самой Луизианы, — вы хотите, чтобы поставки энергии удовлетворяли потребности 45 миллионов человек в энергии.

Мы следим за тем, чтобы нужный объем электроэнергии вырабатывался и передавался нашим коммунальным предприятиям, — говорится на сайте регионального оператора энергосистемы.

Сбалансировать спрос и предложение электроэнергии в наши дни очень сложно. Электроэнергия больше не вырабатывается исключительно на электростанциях с турбинами, работающими на угле или природном газе, которые вращаются на известной мощности и увеличивают или уменьшают ее в зависимости от спроса потребителей.

Теперь есть очень разные виды электростанций, производящих электричество. Например, по всей Айове расположены ветряные электростанции, которые сейчас производят более 64% электроэнергии в штате. Есть и солнечные электростанции, такие как новая солнечная ферма Alliant Energy в Университете штата Айова — новый генератор электроэнергии и проект сельскохозяйственных исследований к югу от Эймса.

Все эти электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, создают новые проблемы для операторов энергосистем и коммунальных служб.

Вы не можете контролировать солнечный свет, вы не можете контролировать скорость ветра, — говорит Чжаою Ванг, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Northrop Grumman в Университете штата Айова, работающий в университетском Центре исследований в области электроэнергетики.

Но энергосистеме нужна определенность.

Исследовательская специализация Ванга — модернизация электрических сетей для более надежной и качественной передачи энергии. Последний проект, который он возглавляет, называется «MODERNISE», что расшифровывается как „Модернизация инструментов эксплуатации и принятия решений, позволяющих управлять ресурсами в стохастической среде“.

В прошлом месяце Министерство энергетики США (DOE) объявило о том, что выбрало этот проект для получения трехлетнего гранта в размере 3 миллионов долларов, пока не будут проведены окончательные переговоры. Еще 1,1 миллиона долларов, включая трудовые ресурсы и оборудование, будут предоставлены участниками проекта.

В число институциональных партнеров входят Аргоннская национальная лаборатория, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, PJM Interconnection (региональная организация по передаче электроэнергии, расположенная в Пенсильвании), AES Indiana и AES Ohio (коммунальные компании), Siemens Corp. и Hitachi America Ltd. ISO New England (региональная организация по передаче электроэнергии) и Tennessee Valley Authority (федеральная коммунальная корпорация и корпорация по развитию) являются консультантами проекта.

Помимо Ванга, над проектом работают также инженеры-электрики из штата Айова: Бай Цуй, доцент и соруководитель проекта, и Салиш Махарджан, постдокторский научный сотрудник.

Проект MODERNISE является частью инвестиций в размере 34 миллионов долларов, выделенных Управлением по технологиям солнечной энергии Министерства энергетики на поддержку 11 новых проектов, разрабатывающих «инструменты для развития чистой, надежной электросети, работающей на ветровой и солнечной энергии», говорится в заявлении агентства.

Мы не сможем внедрить экологически чистую энергию, если не сможем подключить возобновляемые источники к нашим сетям, — заявила министр энергетики США Дженнифер М. Грэнхолм.

По словам Ванга, MODERNISE будет создавать вычислительные алгоритмы, которые позволят операторам энергосистем использовать возобновляемые источники энергии — от солнечных панелей на крышах до солнечных ферм площадью в несколько акров — и объединять их для более эффективной работы энергосистемы.

Мы объединяем небольшие распределенные энергоресурсы в более крупные, — сказал Ванг.

Мы используем эту возможность агрегации для улучшения работы передающей сети.

По словам Цуй, такие агрегации могут помочь операторам сетей регулировать частоту, напряжение, пиковый спрос и, что очень важно, балансировать спрос и предложение в режиме реального времени.

Объединяя эти возобновляемые ресурсы, мы можем помочь операторам лучше понять неопределенность поставок, — сказал Ванг.

Объединение большого количества возобновляемых источников сглаживает неопределенность. Появляется больше предсказуемости.

По словам Цуй, исследователи также разработают другие алгоритмы, которые помогут операторам энергосистем интегрировать поставки от совокупности возобновляемых источников энергии. Это может сделать работу энергосистемы более надежной и эффективной.

По словам Ванга и Куи, новые инструменты помогут создать современную энергосистему, которая будет достаточно умной и гибкой, чтобы использовать возобновляемую электроэнергию из дальних регионов и получать ее в любое время и в любом месте, где она нужна потребителю.

10.04.2024


Подписаться в Telegram



Энергия

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии

Использование электрохимии для разделения...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области