太阳能和电池技术如何推进智能电网的发展

智能电网技术现已在全球现代配电系统中牢牢扎根。许多国家/地区已经通过智能电网系统重振电网,实现了主动监控、配电优化、停电通知等等。随着相邻技术在公用事业智能功能中的集成,我们将继续看到智能电网的迭代改进。

太阳能和电池技术是相邻技术对智能电网能效产生深远影响的例子。虽然太阳能长期以来一直是传统电网电力的替代能源,但随着太阳能电池板组件、电源逆变器技术、智能电表和电池技术的进步,这种曾经罕见的能源在住宅和商业电网中变得司空见惯。本文探讨了智能电网和可再生能源技术如何协同工作,使电能分配更有效率,并减少全球碳排放。

现代可再生能源

现在,全球许多地方的新住宅建筑都配备了太阳能电池板。例如,在加利福尼亚州,所有新的住宅建筑都需要将太阳能光伏 (PV) 系统与住宅的电力系统集成在一起(参见 DSIREUSA.org 了解全美太阳能政策和激励措施的完整列表)。这些 PV 系统通常会自动集成到公用电网中,以实现双向配电。这种配电方法为公用事业提供商创造了令人难以置信的智能电网能效,可以限制使用化石燃料发电,并将电力分配到更靠近使用点的地方。

在晴朗的日子里,一块光伏太阳能电池板可以产生近 2kWh 的电能,足以为一个 LED 灯泡供电 8 天。大多数住宅太阳能装置有 5 到 20 块太阳能电池板,每天产生数百千瓦时的电力。大多数住宅白天不会消耗大量的电力,因此这些多余的能量可储存起来或共享。

如果家里没有本地电池存储空间,那么产生的多余能量将被输送到公用电网,为公用事业提供商的按需服务提供电能。从独立 PV 生产者那里“收获”能源的公用事业提供商通常会向这些生产者提供激励和补偿,例如用电折扣或直接能源贡献回报。

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公用事业提供商的收益

在能源网络中,系统最大的低效之处就是能源的分配。对于公用事业提供商来说,本地化的能源生产是有益的,可大大减少电力传输距离和发电需求。例如,如果住宅没有太阳能,公用事业提供商必须提供所有的能源。公用事业提供商产生这种能源(通常使用化石燃料发电厂),然后将其长距离输送到使用点。

当附近的独立 PV 生产者向电网提供多余的能源时,这些能源可以传递给其他消费者,从而减少对发电厂的需求和到使用点的总能源传输距离。这种传输距离的缩短可以间接减少碳排放,并降低公用事业提供商的运营成本。

太阳能光伏和电池存储

住宅和商业电池存储系统可为可再生能源智能电网技术增加另一个维度,可以在夜间为消费者或公用事业公司提供本地能源。在冬季,大多数住宅能源消耗发生在一天中的非能源生产时段。

照明、烹饪和看电视通常发生在天黑后,此时太阳能电池板无法发电。大型电池系统可以在白天存储由 PV 系统产生的能源,然后在非工作时间向消费者提供,并且如果发电点消费者未充分利用该能源,甚至可向公用电网提供。一旦大规模采用,这些电池系统将集成到电网中,基本可形成可在电网层面即时利用的电网存储。

智能电网和可再生能源

智能电网技术旨在减少化石燃料消耗,增加可再生能源发电量,优化配电系统效率,让消费者用得起电。太阳能光伏和电池存储系统为智能电网带来了新的效率。这些系统可平缓电网的需求曲线,减少电网压力,降低电网维护成本,并减少碳排放。智能电网的这一进步可为消费者和公用事业提供商节省资金。


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