Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Gå lokalt:Sådan holder du strømmen tændt, når katastrofen rammer

Kredit:www.shutterstock.com

skovbrande, storme og oversvømmelser efterlader jævnligt tusindvis af australske hjem og virksomheder uden strøm.

Sydneys vådeste weekend i tre årtier efterlod mere end 130, 000 husstande uden strøm søndag.

Sydaustralske storme for to uger siden blæste over transmissionstårnene, der forbinder staten med det nationale energinet. Royal Adelaide Hospital var blandt de berørte bygninger.

Titusindvis flere husstande i Queensland, New South Wales, australsk hovedstadsområde, Victoria og South Australia har været udsat for strømafbrydelser, der varer fra timer til dage i den seneste måned eller deromkring på grund af skovbrande.

Det er på tide at overveje, hvordan vi kan bygge et bedre system – et, der er mere modstandsdygtigt i katastrofetider og heller ikke bidrager, gennem kulstofemissioner, at gøre katastrofer hyppigere.

En del af løsningen er mere forbundethed, så en transmissionsledning, der bliver afbrudt, er ikke den krise, den er nu.

Men lige så vigtigt er det at sikre forbundethed ikke er afgørende.

Det betyder, at man skal væk fra centraliserede systemer – drevet af nogle få store generatorer – til decentraliserede, med mange lokale og små generatorer. I stedet for ét stort gitter, vi har brug for mange mikronet, sammenkoblet, men i stand til at fungere uafhængigt, når det er nødvendigt.

Denne graf viser, hvordan effektiviteten falder for kulkraftturbiner, kombinerede gasturbiner og open-cycle gasturbiner falder, når temperaturen stiger. Kredit:Australian Energy Market Operator

Power i en opvarmende verden

Australiens energiinfrastruktur ser stadig mere skrøbelig ud, efterhånden som den globale opvarmning intensiveres.

Først, varmere og længere hedebølger lægger mere pres på nettene. Efterhånden som energibehovet stiger på varme eftermiddage, det samme gør forekomsten af ​​kulfyrede generatorer, der går i stykker. På samme tid, hedebølger reducerer kapaciteten af ​​både kul- og gasgeneratorer.

Følgende graf fra den australske energimarkedsoperatør viser, hvordan effektiviteten falder for kulkraftturbiner, kombinerede cyklus gasturbiner og open cycle gasturbiner.

Varmere vejr hæmmer også effektiviteten af ​​fotovoltaiske solpaneler samt elektriske ledningers kapacitet til at transportere strøm.

Sekund, varmt og blæsende vejr øger chancen for, at elektriske ledninger udløser brand ved at komme i kontakt med tørre planter. Det er det, der førte til nogle af de dødelige Black Saturday-bushbrande i 2009. Den eneste beskyttelse mod dette er at slukke for strømmen på blæsende dage. I Californien rammer sådanne blackouts millioner af mennesker.

Tredje, som allerede nævnt, et varmere klima øger regelmæssigheden og intensiteten af ​​skovbrande, oversvømmelser og storme - begivenheder, der i de seneste uger har afskåret strømmen til lokalsamfundene, lige når de havde mest brug for det.

Moderne mikronet

For at gøre systemet mere modstandsdygtigt, vi skal sikre, at et lokalområde kan opretholde strømmen, selv når strømmen afbrydes andre steder. Dette er muligt med mikrogrids.

ESCRI batteri ved Dalrymple i det sydlige Australien. Kredit:https://www.escri-sa.com.au/

Et mikronet er simpelthen et elnet bygget i en mere lokal skala. Det nationale elnet strækker sig fra Port Lincoln i det sydlige Australien til Port Douglas i det yderste nordlige Queensland. Et mikronet strækker sig måske ikke længere end et par gader. Det kan dække et industriområde, en by eller en region.

I stedet for at stole på el-generatorer hundreder eller tusinder af kilometer væk, det har nok lokale generatorer til generelt at imødekomme den lokale efterspørgsel. Selvom "net-bundet" - trækker eller bidrager med strøm til et større net efter behov - kan det også "ø" (afbryde) og køre uafhængigt.

australske demonstrationer

Der er mikrogrid-projekter rundt omkring i Australien. Disse forbereder sig på en større systemtransformation ved at udjævne problemer og bevise fordelene.

Den ene er i Melbourne-forstaden Mooroolbark. Det har demonstreret, at en enkelt gade (på 18 huse) kan fortsætte med at fungere på sine egne solpaneler og batteriopbevaring i 22 timer, før den genoprettes til det nationale elnet.

På regionalt plan, ESCRI-projektet nær Dalrymple i det sydlige Australien kombinerer et meget større batterisystem med 55 vindmøller og solcellesystemer. Så længe der er vind nok, systemet kan levere elektricitet på ubestemt tid til 4, 600 kunder.

Håndtering af distribuerede energiressourcer

Microgrids er ikke kun ideelle til at isolere områder fra strømafbrydelser. De hjælper også med at integrere "distribuerede energiressourcer" såsom tagsolsystemer og elektriske køretøjer, som udgør en udfordring for den måde, hvorpå centraliserede net traditionelt er blevet kontrolleret.

Vi bør bygge videre på disse styrker for at omkonfigurere vores nationale energimarked som et net for selvforvaltning, selvforsynende mikronet.

Den vigtigste investering, der kræves for et "net af mikronet", er, at hver region installerer et batteri og et mikronet-controller (og potentielt flere lokale generatorer). I fjerntliggende områder kan dette være billigere end omkostningerne ved at vedligeholde transmissionsledninger. Det meste af systemet vil fortsat være tilsluttet, imidlertid, sikre effektivitet ved at trække på den billigste energi til rådighed. Kun når der opstod forstyrrelser, ville regioner isolere sig for at undgå strømafbrydelser.

Med Energy Networks Australia, som repræsenterer energidistributører, advarsel om elpriser vil skulle stige for at dække højere forsikringsomkostninger, efterhånden som risiciene stiger, at fremskynde overgangen til mikronet fortjener at være en nøglepolitik for enhver regering, der beskæftiger sig med energisikkerhed.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.




Varme artikler