Fonte: Energy.gov
Simplificando, precisamos de uma grade de energia confiável e segura. Duas maneiras de garantir a eletricidade contínua, independentemente do clima ou de um evento imprevisto, são usando recursos energéticos distribuídos (DER) e microgrades. Der produz e forneça eletricidade em pequena escala e são espalhados por uma área ampla. Painéis solares na cobertura, baterias de backup e geradores a diesel de emergência são exemplos de der. Enquanto os geradores tradicionais estão conectados à grade de transmissão de alta tensão, o DER está conectado à grade de distribuição de menor tensão, como residências e empresas.
As microgridades são grades elétricas localizadas que podem se desconectar da grade principal para operar autonomamente. Como eles podem operar enquanto a grade principal está baixa, as microrídeos podem fortalecer a resiliência da grade, ajudar a mitigar os distúrbios da grade e funcionar como um recurso de grade para uma resposta e recuperação mais rápidas do sistema.
Recursos energéticos distribuídos
O Solar Der pode ser construído em diferentes escalas-até um pequeno painel solar pode fornecer energia. De fato, cerca de um terço da energia solar nos Estados Unidos é produzido por solar de pequena escala, como instalações na cobertura. As instalações solares domésticas são chamadas solares de bastidores; O medidor mede quanta eletricidade um consumidor compra de uma utilidade. Como a energia solar distribuída está "por trás" do medidor, os clientes não pagam a utilidade pela energia solar gerada.
O custo de possuir o DER varia de estado para estado e entre empresas de serviços públicos. Uma maneira pela qual a conta elétrica é determinada é através da medição líquida, onde os serviços públicos calculam o total de energia gerada pelo sistema solar do cliente e a subtrai da energia total que o cliente consome. Os clientes são creditados pela quantidade de energia que fornecem à rede.
Der poderia mudar fundamentalmente a maneira como a rede elétrica funciona. Com o DER, a energia é gerada exatamente onde é usada e pode ser conectada com outro DER para otimizar seu uso. As famílias e outros consumidores de eletricidade também são produtores de meio período, vendendo excesso de geração para a grade e entre si. O armazenamento de energia, como baterias, também pode ser distribuído, ajudando a garantir energia quando solar ou outro DER não gerar energia. Os carros elétricos podem até armazenar excesso de energia nas baterias de carros ociosos. O DER também pode incluir cargas controláveis, como aquecedores de água ou unidades de ar condicionado que a concessionária pode usar para afastar o consumo de energia do horário de pico. Enquanto a grade foi projetada para gerar energia em grandes instalações e movê -la através da grade de transmissão para a grade de distribuição para consumo, Der Ativar geração e consumo de eletricidade.
Ilhas e microgrades
As grades de distribuição são vulneráveis a interrupções que podem afetar grandes regiões e milhões de pessoas e empresas, principalmente como conseqüência de eventos climáticos extremos e destrutivos. Quando partes da grade estão equipadas com o DER, elas podem continuar servindo outras cargas na mesma rede de distribuição, atendendo às necessidades locais com a geração local. Isso é chamado de ilhagem. Os sistemas elétricos que podem se desconectar da grade maior, envolvidos em ilhas intencionais, são frequentemente chamadas de micro -identas.
As microgrides variam em tamanho de uma micrograde única para uma micrograda de substação completa, que pode incluir centenas de geradores individuais e consumidores de energia. Pequenos sistemas elétricos fora da rede não são uma invenção recente. Navios, bases militares, postos avançados remotos e comunidades em todo o mundo confiam há muito tempo com a geração local e o gerenciamento de eletricidade para atender às suas necessidades de energia. Der torna as micro -identas uma opção mais difundida, porque os meios de produção de energia agora são mais facilmente obtidos e situados nos bairros. Micro-frides em escala comunitária podem fornecer resiliência e backup durante e após desastres como furacões.
A tecnologia está avançando para gerenciar os riscos causados pela ilhagem com melhor software de controle e para fornecer serviços de grade. Sem a grade maior para ajudar a estabilizar a fonte de alimentação, uma grade com ilhas pode danificar equipamentos conectados ou ferir trabalhadores que pensam que está desconectada da energia. Por esse motivo, muitos sistemas de energia solar são programados para detectar ilhas e se desconectar da grade, se ocorrer. Além das micro-frutos, alguns pesquisadores estão estudando sistemas de eletricidade nanogrídeos SMART na escala de um único edifício.
Início preto
Outra maneira de o DER e as microrídeos podem contribuir para a estabilidade da grade é ajudar os processos de "início preto", que acendem a energia depois que ela diminui. Durante uma falha elétrica generalizada, os geradores elétricos podem ser colocados offline. Para voltar on -line, muitos geradores elétricos exigem que uma bateria externa seja iniciada, assim como um motor de carro. Para conseguir isso, os serviços públicos criam planos de início preto, nos quais pequenos geradores iniciam os maiores para trazer constantemente a geração online. Ao longo deste processo, a restauração de serviços deve ser bem-sucedida, para garantir que a geração e a carga sejam correspondentes continuamente. O DER pode se tornar um recurso valioso de Black Start, permitindo que as comunidades com microgrides iniciem processos de inicialização por conta própria e forneça a capacidade necessária para iniciar geradores maiores.