Мутобиқати шабакаҳои системаи нигоҳдории энергетикӣ аслан аз он мепурсад, ки оё ин системаҳои батарея метавонанд ба инфрасохтори барқие, ки мо 50-70 сол пеш сохта будем, бидуни он ки ҳама чиз ба як тараф равад. Шабакаи барқӣ барои як самт тарҳрезӣ шудааст - қувваи барқ аз нерӯгоҳҳо ба хонаи шумо мегузарад. Охири ҳикоя. Ҳоло мо кӯшиш мекунем, ки онро бо батареяҳое кор кунанд, ки дар тӯли сонияҳо барқ, холӣ мекунанд ва байни ин ду батареяро иваз мекунанд.
Таърифи техникӣ ба параметрҳои шиддат, вокуниши басомад ва гармоника дохил мешавад. Аммо он чизе ки он ба миён меояд, ин аст, ки оё системаи нигоҳдорӣ бо ҳама чизҳои ба шабака пайвастшуда хуб бозӣ мекунад. Оё он метавонад ба сигналҳои оператори шабака ҷавоб диҳад? Оё он садои барқро ба вуҷуд меорад, ки таҷҳизоти дигарро вайрон мекунад? Оё вақте ки шароити шабака тағйир меёбад, он устувор мемонад?
Чаро суръат аз иқтидор муҳимтар аст
Аксарияти одамон ба он диққат медиҳанд, ки батарея чӣ қадар энергияро нигоҳ дошта метавонад. Ин мегаватт{1}}соат (МВт/соат) аст. Аммо барои мутобиқати шабака, рейтинги нерӯ дар мегаватт (МВт) ва то чӣ андоза зуд вокуниш нишон дода метавонад, ҳамон қадар муҳим аст.
Захираи барқи Хорнсдейл дар ҷануби Австралия чизи муҳимеро нишон дод - насби батареяи 100 МВт/129 МВт-соат Tesla метавонад дар 140 миллисония аз сифр ба қудрати пурра афзоиш ёбад. Барои ба кор андохтани нерӯгоҳҳои гази анъанавӣ 10-15 дақиқа лозим аст, то ба истеҳсоли пурра ноил шаванд. Вақте ки шумо кӯшиш мекунед, ки басомади шабакаро устувор нигоҳ доред, ин фарқият бузург аст. Басомад бояд дар Австралия аз 49,9 то 50,1 Гц бошад (ё дар Амрикои Шимолӣ 59,9-60,1 Гц) ва инҳироф берун аз ин диапазон метавонад ба таҷҳизот осеб расонад ё нокомии каскадиро ба вуҷуд орад. Маълумот аз teslamag.de нишон дод, ки ин батарея ба сафари корхонаи ангишт дар Австралияи Ҷанубӣ назар ба ҳама манбаи дигари шабака зудтар посух медиҳад.
Мушкилоти басомади ҳеҷ кас ба нақша гирифта нашудааст
Шабакаҳо бо ҷараёни тағйирёбанда кор мекунанд, ки дар басомади муайян меҷунбид. Дар Амрикои Шимолӣ он 60 Гц, дар аксари ҷойҳои дигар 50 Гц аст. Вақте ки тавлид ва сарборӣ мутавозин мешаванд, басомад устувор мемонад. Вақте ки ногаҳон аз даст додани тавлиди - нерӯгоҳи барқӣ аз офлайн мебарояд - басомад коҳиш меёбад. Шабакаҳои анъанавӣ ин корро бо захираҳои ресандагӣ ҳал мекарданд, асосан нерӯгоҳҳои барқӣ, ки аз иқтидорашон камтар кор мекунанд, ки метавонанд зуд афзоиш ёбанд.
Батареяҳо муодиларо тағир доданд. Онҳо метавонанд қариб як лаҳза нерӯи барқро ворид кунанд, аммо онҳо инчунин метавонанд ҳамон қадар зуд холӣ шаванд, агар дуруст назорат карда нашавад. Ин мушкилоти нави мутобиқатро ба вуҷуд меорад, зеро системаҳои идоракунии шабака дар атрофи хусусиятҳои аксуламали сусттари насли анъанавӣ тарҳрезӣ шудаанд.
Стандартҳое, ки наметавонанд риоя шаванд
IEEE 1547 стандарти асосӣ дар ИМА барои пайваст кардани захираҳои тақсимшудаи энергетикӣ мебошад. Навсозии соли 2018 бояд мушкилотро бо версияи соли 2003, ки пеш аз мавҷудияти-миқёси нигаҳдории батарея навишта шуда буд, ислоҳ мекард. Аммо ҳатто стандарти соли 2018 ҳама чизеро, ки системаҳои нигоҳдорӣ бояд иҷро кунанд, фаро намегирад.
Мувофиқи маълумоти Оператори Системаи мустақили Калифорния, ки дар caiso.com дастрас аст, Калифорния дар аввали соли 2024 иқтидори батареяи насбшуда ба 10,000 МВт расид. Аксарияти ин дастгоҳҳо химияи фосфати оҳани литий (LiFePO4) бо зичии энергия тақрибан 90-120 Вт/кг мебошанд. Пасттар аз 150-200 Вт/кг шумо бо батареяҳои NMC ба даст меоред, аммо дар ҳарорати баланд устувортар ва давраи беҳтар барои барномаҳои шабакавӣ.
Мушкилот дар он аст, ки ҳар як хидматрасонӣ ба болои IEEE 1547 талаботи худро илова кардааст. Ҳавайӣ электрикӣ як маҷмӯи қоидаҳо дорад. PG&E дорои навъҳои гуногун аст. Он чизе, ки барои насби батарея дар Калифорния кор мекунад, метавонад ба талабот дар Техас ё Ню Йорк ҷавобгӯ набошад. Ягон стандартизатсияи воқеӣ вуҷуд надорад, ки миқёси нигаҳдории онро нисбат ба он гаронтар мекунад.
Инвертерҳо монеаи воқеӣ мебошанд
Инвертер дар он ҷоест, ки қувваи батареяи DC ба қувваи шабакаи AC табдил меёбад. Он инчунин нуқтаи мутобиқат аст. Инвертерҳои муосири шабака- бояд танзими шиддат, дастгирии нерӯи реактивӣ, вокуниши басомадро иҷро кунанд ва бо операторони шабака бо истифода аз протоколҳои DNP3 ё Modbus муошират кунанд. Баъзе инвертерҳо ҳама инро хуб иҷро карда метавонанд. Дигарон наметавонанд.
Вақте ки шумо дар як схемаи тақсимот якчанд системаҳои нигоҳдорӣ доред, инвертерҳои онҳо метавонанд бо ҳамдигар мубориза баранд. Яке аз системаҳо кӯшиш мекунад, ки шиддатро баланд кунад, дигаре онро паст кунад. Ин ларзишҳоро ба вуҷуд меорад, ки метавонад ба таҷҳизот зарар расонад ё релеҳои муҳофизатиро вайрон кунад. Ҳамоҳангсозии инвертерҳои сершумор системаҳои мураккаби идоракуниро талаб мекунад, ки аксари хидматрасониҳо то ҳол надоранд.
Лоиҳаҳои воқеӣ, мушкилоти воқеӣ
Мутобиқи ҳуҷҷатҳои Pacific Gas & Electric дар pge.com, Муассисаи нигаҳдории энергетикии Moss Landing дар Калифорния айни замон яке аз бузургтарин дастгоҳҳои батарея дар саросари ҷаҳон - 3,000 МВт мебошад. Он метавонад дар як сония аз барқи пурра ба разряди пурра гузарад, ки онро барои танзими басомад ва идоракунии қуллаи талабот арзишманд месозад.
Аммо мутобиқат худкор набуд. PG&E бояд трансформаторҳо ва таҷҳизоти муҳофизатиро дар нуқтаи пайвастшавӣ навсозӣ кунад. Онҳо ба системаҳои нави назорат ниёз доштанд, то батареяро бо дигар захираҳои насл ҳамоҳанг созанд. Лоиҳа аз тасвиб то ба истифода додани он се сол тӯл кашид ва як қисми зиёди он вақт барои омӯзиши ҳамгироии шабакаҳо ва навсозии инфрасохтор сарф шуд.
Насбҳои нигаҳдории хурдтар тақсимшуда бо мушкилоти гуногун рӯ ба рӯ мешаванд. Системаҳои истиқоматӣ ва тиҷоратӣ бояд ба стандартҳои бехатарии UL 9540 ва UL 1973 ҷавобгӯ бошанд. Онҳо бояд ба кодексҳои электрикии маҳаллӣ, ки дар байни қаламравҳо хеле фарқ мекунанд, риоя кунанд. Баъзе ҷойҳо қобилияти зуд хомӯширо талаб мекунанд. Дигарон гузаргоҳҳои махсуси ҷудокуниро ё системаҳои хомӯш кардани сӯхторро вазифадор мекунанд.
Арзиши мутобиқат
Қонеъ кардани талаботҳои пайвастшавӣ ба арзиши насбшудаи системаи нигоҳдорӣ 15-20% илова мекунад. Ба он таҷҳизоти махсуси муҳофизатӣ, таҷҳизоти коммуникатсионӣ, омӯзиши сифати қувваи барқ ва пардохтҳои пайвастшавӣ ба коммуналӣ дохил мешаванд. Барои лоиҳаҳои хурдтар, ин хароҷот метавонад иқтисодиётро комилан бикушад. Системаи нигаҳдории тиҷоратии 500 кВт/соат метавонад барои кам кардани пардохти талабот маъно дошта бошад, аммо на дар сурате, ки шумо бояд 50 000 доллари иловагӣ барои талаботи пайвастшавӣ сарф кунед.
Олмон тавассути VDE стандартҳои гуногун дорад, ки ба талаботи IEEE мувофиқат намекунанд. Таҷҳизоте, ки барои бозори Амрикои Шимолӣ тарҳрезӣ шудааст, аксар вақт барои кор дар Аврупо ба тағйироти сахтафзор ниёз дорад. Ин бозорро пора мекунад ва аз навъҳои иқтисодҳои истеҳсоли оммавӣ, ки хароҷоти панелҳои офтобиро коҳиш додаанд, пешгирӣ мекунад.
Вақте ки батареяҳо пир мешаванд, чӣ мешавад
Батареяҳои литийӣ хароб мешаванд. Иқтидор пажмурда мешавад, муқовимати дохилӣ меафзояд ва кор бо мурури замон коҳиш меёбад. Системаи батарея, ки ба ҳама талаботҳои шабака ҷавобгӯ буд, вақте ки нав буд, метавонад пас аз 5-7 соли велосипедронии вазнин мубориза барад.
Рамзҳои шабака воқеан ин таназзулро ҳисоб намекунанд. Система бояд дар тӯли умри 10-15 соли пешбинишудаи худ мувофиқат кунад. Системаҳои идоракунӣ бояд бо тағирёбии хусусиятҳои батарея мутобиқ шаванд. Баъзе дастгоҳҳои нигаҳдории барвақт бо мушкилоте рӯ ба рӯ мешаванд, ки батареяҳои харобшуда вақти вокуниш ё сатҳҳои барқро, ки дар аввал ба операторони шабака ваъда карда буданд, таъмин карда наметавонанд.
Ягон равиши стандартӣ барои коркарди ин вуҷуд надорад. Баъзе таҳиягарони лоиҳа дар аввал системаҳои худро аз ҳад зиёд калон карда, таназзулро ба нақша мегиранд. Дигарон системаҳои мураккаби идоракунии батареяро истифода мебаранд, ки параметрҳои кориро бо синну соли батареяҳо танзим мекунанд. Аммо ин мураккабӣ ва хароҷотро илова мекунад, ки дар моделҳои аввали лоиҳа набуд.
Мушкилоти интегратсияи барқароршаванда
Воридшавии баланди энергияи барқароршаванда пандусҳои нишеберо ба вуҷуд меорад, ки нигоҳдорӣ бояд онҳоро идора кунад. Вақте ки истеҳсоли офтоб бегоҳ вайрон мешавад, батареяҳо барои пур кардани холигоҳ холӣ мешаванд. Вақте ки шамол дар як шабонарӯз ногаҳон баланд мешавад, батареяҳо барои азхуд кардани тавлиди зиёдатӣ барқ пур мекунанд.
Ҳамоҳангсозии ин дар байни ҳазорон системаҳои нигаҳдории инфиродӣ як мушкилоти назоратест, ки шабакаҳои қаблан дучор нашудаанд. Ба шумо -мониторинги воқеии вақт, иртиботи зуд ва алгоритмҳое лозим аст, ки метавонанд интиқолро дар саросари захираҳои тақсимшуда оптимизатсия кунанд. Баъзе минтақаҳо ин имкониятҳоро бунёд мекунанд. Дигарон то ҳол дар системаҳои идоракунӣ аз солҳои 1980 кор мекунанд, ки насли анъанавиро базӯр идора карда метавонанд, бигзор ҳазорҳо батареяҳое, ки метавонанд баромади худро дар миллисонияҳо тағйир диҳанд.
Инфрасохтор, ки ҳеҷ кас намехоҳад маблағгузорӣ кунад
Тарафдорони нигоҳдорӣ дар бораи батареяҳо, ки ба энергияи барқароршаванда имкон медиҳанд, сӯҳбат мекунанд. Ин танҳо дуруст аст, агар инфрасохтори шабакавӣ ҷараёни дуҷонибаи нерӯи барқро идора карда тавонад. Дар бисьёр чойхо ин имконнопазир аст. Трансформаторҳои тақсимотӣ барои яктарафа-ҳаракати нерӯи барқ тарҳрезӣ шудаанд. Нақшаҳои муҳофизатӣ тахмин мекунанд, ки ҷараёни хато аз системаи интиқол ба амал меояд, на аз батареяҳои шабакаи тақсимот.
Таҷдиди ин инфрасохтор миллиардҳо долларро талаб мекунад. Корхонаҳои коммуналӣ намехоҳанд пулро барои навсозӣ сарф кунанд, ки метавонанд даҳсолаҳо фоида надиҳанд. Танзимгарон барои тасдиқи афзоиши сатҳи инфрасохтор, ки муштариён мустақиман намебинанд, мубориза мебаранд. Ҳамин тавр, маҳдудиятҳои мутобиқат боқӣ мемонанд, зеро таҳкурсӣ барои дастгирӣ кардани он чизе, ки системаҳои нигоҳдорӣ карда метавонанд, вуҷуд надорад.
Дар куҷо чизҳо меистанд
Австралия ва Калифорния дар бораи ҳамгироии нигоҳдории миқёси шабака- назар ба дигар ҷойҳо бештар омӯхтаанд. Ҷойгиркунии бузурги онҳо мушкилотеро, ки дар лоиҳаҳои озмоишӣ аён набуданд, ошкор карданд. Онҳо стандартҳои беҳтар, системаҳои беҳтари назорат ва кормандони омӯзонидашудаи хидматрасониро таҳия кардаанд, ки чӣ тавр истифода бурдани шабакаҳоро бо иқтидори зиёди нигоҳдорӣ мефаҳманд.
Аммо ягон китоби универсалӣ вуҷуд надорад. Он чизе, ки дар Австралияи Ҷанубӣ бо шабакаи ҷудошудаи он кор мекунад, метавонад ба Техас бо системаи азими ба ҳам пайвасти он дахл надошта бошад. Равиши Калифорния барои идоракунии захираҳои нигаҳдорӣ мустақиман ба минтақаҳое, ки сохторҳои гуногуни бозор ё чаҳорчӯбаи танзимкунанда доранд, тарҷума намешавад.
Мутобиқати шабакаҳои системаи нигоҳдории энергия кори ҷараён дорад. Технология вуҷуд дорад. Стандартҳо такмил меёбанд. Тачриба чамъ шуда истодааст. Аммо кор кардани батареяҳо бо шабакаҳои барқӣ, ки барои онҳо тарҳрезӣ нашудаанд, вақт, пул ва омӯзиши институтсионалиро талаб мекунад, ки шитоб кардан ғайриимкон аст. Баъзе минтақаҳо онро нисбат ба дигарон зудтар муайян мекунанд ва минтақаҳое, ки надоранд, барои шабакаҳои камтар боэътимод нисбат ба онҳо хароҷоти зиёдтар пардохт хоҳанд кард.