10 лет ведущих инноваций в энергетических системах

Опубликовано

Познакомьтесь с 10 инновациями первого десятилетия работы Центра интеграции энергетических систем NREL

В тот день, когда в сентябре 2013 года появился Фонд интеграции энергетических систем (ESIF), он уже вошел в историю. Архитектурное чудо, дизайн ESIF соответствовал науке, которую он будет представлять на объекте: междоменной, насыщенной данными, радикально эффективной науке об энергетических системах. Построенный рядом с потоками лавы возрастом 600 миллионов лет на окраине кампуса Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL) в Южной Столовой горе, ESIF стал живой лабораторией, в которой исследования, здание и его оборудование развиваются одновременно.

За последние 10 лет ESIF NREL разработал ключевые технологии чистой энергетики и подготовил мир к интеграции этих технологий. ESIF и его сотрудники помогли сообществам и странам достичь рекордных объемов возобновляемой энергии, а компаниям изучить инновационные возможности энергетической интеграции.

Как пользовательский объект, ESIF поддерживает постоянный поток тесного сотрудничества. Партнеры разного размера и масштаба разрабатывали решения в экосистеме ESIF, использовали данные и вычислительные инструменты ESIF для стимулирования открытий или буквально перемещали своих сотрудников и операции среди оборудования для исследований и разработок с полным доступом. Теперь, когда ESIF объединяет свои возможности с кампусом Flatirons NREL, чтобы сформировать платформу перспективных исследований интегрированных энергетических систем мирового класса (ARIES), бренд интегрированных исследований ESIF будет развиваться дальше.

Чтобы вспомнить и отметить некоторые из самых значительных достижений ESIF за последнее десятилетие, в следующем списке (в произвольном порядке) суммированы 10 достижений, которые отражают его полную уникальность, дальновидность и непреходящую важность. Учитывая эти достижения, трудно представить, где была бы возобновляемая энергетика без ESIF.

Один из первых партнеров ESIF прибыл с проблемой, которая оказалась сложной. Гавайская электрическая компания столкнулась с необходимостью создания новых безопасных средств управления инверторами — устройствами, которые подключают возобновляемую энергию к сети. Инженеры ESIF смоделировали в лаборатории гавайскую систему с инверторами в контуре, чтобы рекомендовать правильные средства управления для стабилизации напряжения сети. Эти выводы стали руководством для других островов, снижающих их зависимость от импортного топлива.

Познакомьтесь с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии «Инвертор» — NREL | (YouTube)

Это было только начало. Почти идентичная работа продолжается и сегодня, только более масштабная. Теперь инженеры задаются вопросом: «Как мы можем управлять системой, полностью использующей инверторные ресурсы?» — цель, которая возможна только благодаря прогрессивным экспериментам ESIF. ESIF помог установить сегодняшние стандарты инверторов для межсетевого соединения, а позже помог создать продукт, удостоенный награды R&D 100 Award, который настраивает уставки инверторов для оптимизации использования солнечной энергии на крыше. Когда калифорнийская коммунальная компания внедрила этот инструмент, чтобы не отставать от солнечной энергии на крышах, они начали обрабатывать заявки за считанные минуты, а не недели. Даже конструкция современного микроинвертора в некоторой степени обязана ранним проектам ESIF.

В течение 10 лет ESIF позволял исследователям разрабатывать и реализовывать средства управления инверторами в гиперреалистическом моделировании. Эта возможность пользуется большим спросом, чем когда-либо, и ARIES расширяет возможности проверки ESIF за счет новых физических и виртуальных возможностей.

Первый посетитель ESIF мог вспомнить футуристический прозрачный CUBE, содержащий мобильную систему формирования микросетей, подходящую для чрезвычайных ситуаций или военных аванпостов; и кухонный испытательный стенд, где элементы управления бытовой техникой превратились в отмеченное наградами программное обеспечение для умного дома. Это были исследовательские проекты нового измерения энергетических систем: управляемости на границе энергосистемы.

Микросеть Боррего-Спрингс может подключаться к сторонней солнечной установке для обеспечения города электроэнергией. Фотография любезно предоставлена газовой и электрической компанией Сан-Диего через NREL.