Como Smart Solar pode proteger nossas redes de energia vulneráveis

Como Smart Solar pode proteger nossas redes de energia vulneráveis

Alguns comentaristas parece estar preocupado que nossas redes de eletricidade estão enfrentando uma crise iminente de voltagem, alegando temores de que as fontes renováveis ​​(em particular os painéis solares nos telhados) ameaçarão a qualidade de nosso fornecimento de energia.

Essas preocupações dependem do fato de que os painéis solares e outros geradores domésticos podem elevar as tensões, tornando potencialmente mais difícil para as empresas de rede manter a estabilidade em toda a rede. Mas o que é menos bem compreendido (e muito menos relatado) é o enorme potencial de geração local para realmente melhorar a qualidade de nosso poder, ao invés de impedi-lo.

A novo relatório do nosso Redes Renovadas O projeto tem como objetivo mostrar como tecnologias como “inversores inteligentes” podem ajudar a gerenciar a voltagem na escala domiciliar, em vez de nas subestações. Isso melhoraria a qualidade de nosso poder e transformaria o problema potencial das renováveis ​​domésticas em uma solução.

Por que todo esse alarido sobre voltagem?

A eletricidade de nossos pontos de energia deve estar em aproximadamente 230 volts, sem se desviar muito acima ou abaixo. Ele flutua ao longo do dia, dependendo da quantidade de energia que está sendo usada.

Aqui está uma analogia: pense na água fluindo pelos canos. As linhas de energia são os próprios canos, e a voltagem é como a pressão da água nos canos - isto é, a quantidade de força que empurra a água (ou a eletricidade). Usar grandes quantidades de energia faz com que a voltagem caia, como quando a lavadora de roupas é ligada enquanto você toma banho; de repente, a pressão cai porque outros aparelhos estão usando a água também.

A pressão também é afetada pela proximidade do aparelho com a fonte. Por exemplo, se a sua lavadora de roupas e o chuveiro estivessem conectados no pé da represa, em vez de no final de vários quilômetros de tubulações, você poderia ligá-los e não notar uma queda na pressão.

Para um sistema de distribuição elétrica, isso significa que as casas mais afastadas da subestação são as mais suscetíveis à tensão de flacidez (baixa) quando grandes quantidades de energia estão sendo usadas.

O gerenciamento de voltagem sempre foi um problema para os operadores da rede, particularmente em locais rurais onde as linhas de energia são mais longas. A baixa voltagem em linhas de energia longas geralmente significa luzes ofuscadas e piscando para os moradores no final da linha.

Por outro lado, sobretensões podem danificar equipamentos eletrônicos sensíveis - um pouco como quando a pressão da água solta sua mangueira de jardim da torneira.

Essas flutuações podem se tornar um problema para as empresas de energia quando a tensão estiver fora da faixa permitida.

Como a energia solar afeta a tensão?

Nossas redes de eletricidade não foram originalmente construídas para muitas fontes locais de geração, como painéis solares no telhado ou pequenas turbinas eólicas. Até recentemente, a energia geralmente fluía apenas em uma direção, de uma grande usina elétrica (geralmente movida a carvão) para os consumidores.

O número crescente de painéis solares domésticos na rede mudaram esse cenário e agora o poder flui nos dois sentidos. Os painéis solares podem tornar o gerenciamento da rede mais complexo, porque a tensão aumenta onde eles estão gerando energia.

Um pequeno aumento de tensão não é um problema quando há demanda suficiente por eletricidade. Mas quando ninguém está em casa na vizinhança, a energia solar pode elevar a voltagem além do limite superior.

Neste caso, os protetores de circuito no gerador provavelmente irão disparar e os painéis solares serão cortados, para proteger a rede. Isto também significa que o agregado familiar não terá acesso (ou será pago!) Pela energia solar que está a gerar.

Qualquer gerador de propriedade do cliente pode afetar a voltagem - incluindo energia solar, baterias ou geradores a diesel. Mas tendemos a ouvir sobre a energia solar porque é de longe o meio mais popular de geração local; A Austrália tem agora mais de 1.5 milhões de residências com cobertura solare esse número está aumentando rapidamente.

Enquanto algumas pessoas podem ver isso como um problema, às vezes a solução está no próprio problema. Neste caso, os novos sistemas solares podem oferecer uma maneira muito mais sofisticada de gerenciar a tensão da rede.

grades mais inteligentes
A inovação: os inversores inteligentes podem controlar a energia solar e as baterias para ajudar a estabilizar a tensão na rede.

Como a energia solar pode se tornar a solução?

Tradicionalmente, as soluções de gerenciamento de tensão são bastante contundentes, afetando dezenas ou até centenas de propriedades ao mesmo tempo, apesar do fato de que as condições podem ser bem diferentes em cada propriedade. O equipamento usado - repleto de nomes técnicos como “comutadores de derivação em carga” e “compensadores de queda de linha” - é caro e geralmente está localizado dentro de transformadores em subestações. Todo esse kit de engenharia elétrica aumenta o custo de energia para os clientes.

No entanto, os novos sistemas solares e de baterias agora têm inteligência para gerenciar a tensão de maneira mais barata e mais direcionada, por meio de seus inversores “inteligentes”. Essas novas tecnologias podem fornecer o elo perdido para novas fontes de energia renováveis ​​e confiáveis.

É assim que funciona: energia solar residencial, baterias e outros geradores estão conectados à rede através de inversores que agora incorporam IoT (internet das coisas) tecnologia de comunicação. Estes inversores inteligentes permitem que a rede “fale” com o gerador local e solicite serviços de suporte, inclusive através do que é chamado Poder reativo (veja gráfico abaixo).

A energia reativa pode ajudar a aumentar e diminuir a tensão na rede, melhorando a qualidade de nossa energia, incluindo a estabilidade da tensão. Para mais detalhes técnicos, consulte nosso relatório recém-lançado sobre o potencial de inversores inteligentes para ajudar a gerenciar a rede.

inversores inteligentes
Os inversores inteligentes podem exportar ou absorver energia real e reativa.

Tudo isso só é possível se as empresas de rede estiverem abertas a novas maneiras proativas de operar - como demonstrado pelos parceiros do projeto Redes Renovadas. United Energy em Victoria e Energia Essencial em New South Wales.

Isso significa uma mudança no pensamento a partir do modelo tradicional de cliente passivo - nós fornecemos energia para você! - para um mais dinâmico e colaborativo em que os clientes podem realmente ajudar a gerenciar a rede, bem como usar e gerar energia.

Claro, a transição de todo um sistema de energia não é tarefa fácil, mas oferece a oportunidade de construir um sistema elétrico melhor e mais resiliente, que inclua mais energia renovável.

Se formos espertos, não precisaremos negociar nosso impacto climático com a confiabilidade de nosso sistema elétrico. Nós só precisamos estar abertos para as novas formas de resolver problemas antigos.

Se você estiver interessado em saber mais, o Instituto de Futuros Sustentáveis ​​está realizando um fórum público sobre Redes Renovadas no campus da UTS na terça-feira de fevereiro 14 na 12: 15-3: 15 pm. Para mais informações Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo..

Sobre os Autores

Lawrence McIntosh, consultor sênior de pesquisa do Institute for Sustainable Futures, Universidade de Tecnologia de Sydney e Dani Alexander, diretor de pesquisa do Institute for Sustainable Futures, Universidade de Tecnologia de Sydney

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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