美国电网如何应对太阳能和风能

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存在Shutterstock Torsak Thammachote
输电线正在输送更多的清洁能源——但这将如何影响电网?

可再生能源是在上升。在美国产生的电力的15%左右来自可再生能源例如风能,太阳能,地热能,水电和生物量,达6400万的的4.11亿兆瓦时(MWh)这一趋势有许多环保人士想了解一下美国能源的未来。由于部分Ensia答案项目可再生能源的发展促使读者辛西娅·潘努奇(Cynthia Pannucci)提出了这个问题:“美国对可再生能源技术的财政支持现在似乎很强大。我们的(电网)准备好有效利用它了吗?”

简短的回答这个问题是否定的。但是,随着可再生能源成为美国的“网格”发电的整体池的较大部分 - 发电,高压输电线路,变电站和配电线路的网络带来的权力,家庭和企业 - 正在更新来容纳它。

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公共领域|资料来源:美国能源信息管理局,电力月刊。

电力生产商和向全国家庭和企业提供电力的公用事业公司正在努力使可再生能源更容易地提供电力美国人支持清洁能源网络,一个非营利性宣传组重点对电网的现代化。“过渡的基础是需要下车基于碳的能量和停止排放温室气体”,Jimison说。“这是大家谁懂科学的优先事项。”

整合可再生能源进入电网具有明显的环境效益。但升级的数千个独立的公用事业公司和高压输电线路的网络由一个庞大的基础设施建设是复杂的。

电网是在单向模式下建造的,在这种模式下,电力在集中的地点产生,然后通过配电线路输送给最终用户。可再生能源发电设施——尤其是太阳能和风能——分布更为广泛。太阳能和风力发电场可以接入主能源网,小型设施可以直接接入家庭。这意味着,在阳光充足或风很大的日子里,从这些来源进入电网的电力代表了过剩的能量,可以通过电网重新定向到最需要的地方。除了需求侧管理工具,如电力使用的可变价格,新的形式智能电网公共事业公司正在采用信息技术来平衡这种双向的能源流动。

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公共域| Wikimedia Commons。

改善网格为容纳更多的可再生能源公用事业中也意味着协调周边地区平衡需求和供给,并创造更好的太阳能和风能预测输出预测代水平在过去的日子里,本说,高级项目工程师集成的分布式能源项目电力科学研究院,即从事研究的非营利性和发展的用电。实现这些变化,他说,“也可能挑战传输系统的稳定性和系统运营商需要运行详细的模拟,以确保他们有足够的可用资源,为大事件的响应和维护频率。”

增加电网中可再生能源的数量也会有所帮助需要大量的电池。可再生能源有时产生的电力比实际需要的要多。为了保证电力供应的准确性,大规模的锂离子电池被添加到可再生能源站点来储存电力,并根据需要进行分配。

这些大容量电池可容纳电量的多个MWH;普通美国家庭每年大约使用10兆瓦时。获得更多的可再生能源为源动力的美国电网将取决于装备更多的实用程序,并用这种电池能源生产组合,根据格雷戈里Wetstone,华盛顿,总裁兼首席执行官特区为基础的非营利性美国可再生能源理事会。他说,一个关键的优先事项前进将是更好的激励能量存储的发展。他的组织是一个联盟呼吁创建一个储能的投资税​​收抵免的一部分的一部分储能税收激励和2019年部署法案在代表美国众议院推出今年早些时候。

“在过去的四年中,新的可再生能源发电超过77万千瓦已添加到网格。随着美国电网的现代化进程,我们将能够显著更补充说:“Wetstone说:”这是要注意的重要的,但是,没有一个统一的“美国网格。”力争在全国电力真实割据电力基础设施是一个挑战,以及更广泛的互联将使更多的可再生能源进入市场“。

国家可再生能源实验室(NREL)正在探索如何更好地进行整合三个主要的网格区域这构成了美国的能源体系。这三个系统几乎完全独立运行,几乎没有能力发送多余的电力来帮助满足另一个的需求。作为它的一部分互连缝研究目前,NREL正与国家实验室、大学和工业界合作,开发新的方法,在这三个系统中共享多样化的能源资源。如果成功,这一努力将使从德克萨斯州到田纳西州和缅因州等州的电力系统的丰富风能,或从阳光充足的西南部到多云的西北部为家庭供电的太阳能变得更加容易。

许多人认为,在可预见的未来,将继续需要向电网转型,以更好地适应可再生能源。“任何对资源结构的改变都需要仔细的规划,”韦茨斯通说,“但是我们知道,通过改进传输、扩大能源储存和其他先进技术的部署,一个高渗透的可再生能源电网是可行的。”

要回答Ensia读者Pannucci的原题,网格是不准备使用可再生能源技术,只是还没有。但是,我们没有理由不应该能够 - 而且很多理由相信它会很快。

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