Τι είναιενσωμάτωση ηλιακών συστημάτωνκαι πώς λειτουργεί; Η ενσωμάτωση των ηλιακών συστημάτων περιλαμβάνει την ανάπτυξη τεχνολογιών και εργαλείων που επιτρέπουν την είσοδο της ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, διατηρώντας παράλληλα την αξιοπιστία, την ασφάλεια και την αποδοτικότητα του δικτύου.
Το ηλεκτρικό δίκτυο
Για το μεγαλύτερο μέρος των τελευταίων 100 ετών, τα ηλεκτρικά δίκτυα περιλάμβαναν μεγάλης κλίμακας, συγκεντρωτική παραγωγή ενέργειας που βρισκόταν μακριά από τους καταναλωτές, Τα σύγχρονα ηλεκτρικά δίκτυα είναι πολύ πιο πολύπλοκα, Εκτός από τις μεγάλες εγκαταστάσεις κοινής ωφέλειας, τα σύγχρονα δίκτυα περιλαμβάνουν επίσης μεταβλητές πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος όπως οι μετατροπείς, και συστήματα παραγωγής ενέργειας μικρής κλίμακας όπως οι εγκαταστάσεις σε στέγες και τα μικροδίκτυα. Αυτές οι μικρότερης κλίμακας και διασκορπισμένες πηγές ενέργειας είναι γενικά γνωστές ως κατανεμημένοι ενεργειακοί πόροι (ΚΑΠ).
Το ηλεκτρικό δίκτυο διαχωρίζεται σε συστήματα μεταφοράς και διανομής, Το δίκτυο μεταφοράς είναι το δίκτυο των γραμμών υψηλής τάσης που μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια από κεντρικές πηγές παραγωγής, όπως οι μεγάλοι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτές οι υψηλές τάσεις επιτρέπουν τη μεταφορά ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς υπερβολικές απώλειες, Το δίκτυο διανομής αναφέρεται στις γραμμές χαμηλής τάσης που φτάνουν τελικά στα σπίτια και τις επιχειρήσεις. Οι υποσταθμοί και οι μετασχηματιστές μετατρέπουν την ισχύ μεταξύ υψηλής και χαμηλής τάσης, η ηλεκτρική ενέργεια χρειάζεται να ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση μέσω αυτών των συστημάτων: από την κεντρική πηγή παραγωγής στον καταναλωτή, συστήματα όπως η ηλιακή ενέργεια στις στέγες απαιτούν πλέον το δίκτυο να χειρίζεται αμφίδρομη ροή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς αυτά τα συστήματα μπορούν να εγχέουν την πλεονάζουσα ισχύ που παράγουν πίσω στο δίκτυο.
Ηλεκτρονικά ισχύος
Η αύξηση της ηλιακής ενέργειας και των συστημάτων DER στο ηλεκτρικό δίκτυο σημαίνει την ενσωμάτωση περισσότερων ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος, οι οποίες μετατρέπουν την ενέργεια από τη μία μορφή σε άλλη, Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τη μετατροπή μεταξύ υψηλής και χαμηλής τάσης, τη ρύθμιση της ποσότητας της ροής ισχύος ή τη μετατροπή μεταξύ συνεχούς ρεύματος (DC) και εναλλασσόμενου ρεύματος (AC), ανάλογα με το πού πηγαίνει η ηλεκτρική ενέργεια και πώς θα χρησιμοποιηθεί. Μέχρι το 2030, έως και το 80% της ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε να ρέει μέσω ηλεκτρονικών συσκευών ισχύος, Ένας τύπος ηλεκτρονικής συσκευής ισχύος που είναι ιδιαίτερα σημαντικός για την ενσωμάτωση της ηλιακής ενέργειας είναι ο αντιστροφέας, Οι αντιστροφείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος, την οποία παράγει ένα ηλιακό πάνελ, σε ηλεκτρική ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος, την οποία χρησιμοποιεί το ηλεκτρικό δίκτυο.
Ηλιακή συν αποθήκευση
Δεδομένου ότι η ηλιακή ενέργεια μπορεί να παραχθεί μόνο όταν ο ήλιος λάμπει, η δυνατότητα αποθήκευσης της ηλιακής ενέργειας για μεταγενέστερη χρήση είναι σημαντική: συμβάλλει στη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και της ζήτησης. Αυτό σημαίνει ότι η ανάπτυξη μπαταριών ή θερμικής αποθήκευσης είναι το κλειδί για την προσθήκη περισσότερης ηλιακής ενέργειας.
Ανθεκτικότητα και αξιοπιστία του δικτύου
Το ηλεκτρικό δίκτυο πρέπει να είναι σε θέση να παρέχει αξιόπιστα ενέργεια, επομένως είναι σημαντικό για τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τους άλλους διαχειριστές συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας να έχουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο σχετικά με το πόση ηλεκτρική ενέργειαηλιακά συστήματαπαράγουν. Η αύξηση των ποσοτήτων ηλιακής ενέργειας και DER στο δίκτυο οδηγεί τόσο σε ευκαιρίες όσο και σε προκλήσεις για την αξιοπιστία του δικτύου, τα σύνθετα σύγχρονα δίκτυα με ένα μείγμα παραδοσιακής παραγωγής και DER μπορεί να καταστήσουν την ανταπόκριση σε μη φυσιολογικές καταστάσεις όπως καταιγίδες ή μπλακ άουτ πιο δύσκολη. τα ηλεκτρονικά ισχύος έχουν τη δυνατότητα να συλλέγουν πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για το δίκτυο και να βοηθούν στον έλεγχο των λειτουργιών του δικτύου, οι ειδικοί αντιστροφείς "σχηματισμού δικτύου" θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για την επανεκκίνηση του δικτύου σε περίπτωση μπλακ άουτ.
