Самые необычные альтернативные источники электроэнергии

С каждым годом нам нужно больше электроэнергии. Ученым приходится изобретать нетрадиционные способы ее получения — недорогие и безопасные для атмосферы. Рассказываем о необычных разработках в области электроэнергетики

Энергия из морских волн

В апреле 2021 года британская компания Mocean Energy представила Blue X — прототип установки, которая будет преобразовывать кинетическую энергию морских волн в электричество.

Установка Blue X (Фото: Mocean Energy)

Принцип работы такой: установку помещают на поверхность воды, она качается на волнах и приводит в движение шарнир посередине. Тот в свою очередь запускает генератор, который вырабатывает электроэнергию и по кабелям перенаправляет ее на сушу.

Как это применять: по оценкам Mocean Energy, если использовать хотя бы 1% всей доступной энергии волн в мире, можно обеспечить электричеством 50 млн зданий. Для сравнения: в России насчитывается около 14 млн жилых домов.

Энергия из ДНК

Оказалось, что органические молекулы тоже преобразуют солнечную энергию в электричество. В 2021 году немецкие ученые сумели синтезировать супрамолекулярную — то есть более сложную, чем обычная молекула — систему на основе ДНК.

Структура супрамолекулы (Фото: frontiersin.org)

Основа системы — фуллерен, «футбольный мяч» из 60 атомов углерода. К нему крепится краситель, который поглощает солнечный свет и отдает получившуюся энергию фуллерену. Но возникает проблема: если не упорядочить такие супрамолекулы, ток между ними будет протекать с трудом, а со временем и вовсе затухнет.

Ученые предложили такое решение: закрепили супрамолекулы на основе фуллеренов и красителя на спирали ДНК. Так движения электронов становятся упорядоченными, а электрический ток не затухает.

Как это применять: исследователи не обещают, что в скором времени на всех крышах появятся солнечные батареи из ДНК, но развивать это направление планируют. По их прогнозам, технология будет дешевле, прочнее и долговечнее, чем солнечные батареи на основе кремния.

Респираторы с солнечными батареями

Берлинский изобретатель Хайнц Кнупске превратил респиратор в устройство, генерирующее электроэнергию. По сути, это привычная для нас маска, на поверхности которой закреплена маленькая солнечная батарея.

Схематично респиратор с солнечной батареей выглядит так (Фото: photovoltaik.eu)

Как это применять: батарея вырабатывает энергию, которой хватает для подзарядки телефона или часов. В начале 2021 года в Китае уже наладили серийное производство «солнечных» масок и отправили первую партию в Европу.

Солнечные паруса

В 2019 году Планетарное общество развернуло парус LightSail 2 на одной из ракет от SpaceX, и он успешно прошел испытания.

LightSail 2 во время развертывания (Фото: The Planetary Society)

Солнечный парус — почти то же самое, что и обычный парус на кораблях. Только в движение его приводит не ветер, а солнечная энергия — поток заряженных частиц, которые выделяет Солнце. Если поймать этот поток энергии, можно долгое время путешествовать в космосе по заданному маршруту, а топливо для этого не понадобится.

Как это применять: используя наработки Планетарного общества, в 2021 году NASA с помощью паруса планирует долететь до Луны, а затем отправиться к околоземному астероиду 1991 VG.

«Бесконечная» энергия из воздуха

В 2020 году ученые из Массачусетского университета создали Air-gen — генератор, который создает электричество с помощью натурального белка и влаги из воздуха.

Графическое изображение пленки из белковых нанопроводов, вырабатывающих электричество с помощью влаги из атмосферы (Фото: UMass Amherst / Yao and Lovley labs)

С помощью протеобактерий Geobacter ученые выращивают белок, который может проводить ток. Из него делают пленку толщиной менее 10 микрон — в несколько раз тоньше, чем человеческий волос — и помещают между двумя электродами. Белок забирает влагу из воздуха и за счет тонких пор создает ток между электродами.

Лучшие результаты Air-gen показывает при влажности в 45%, но справляется и в засушливых регионах вроде Сахары. Генератор не зависит от погодных условий и работает даже в помещении.

Как это применять: пока мощности Air-gen хватает только для питания мелкой электроники. В скором времени ученые разработают версию для мобильных телефонов и смарт-часов, чтобы те никогда не разряжались. А если у исследователей получится совместить Air-gen с краской для стен, в домах появится бесконечный источник электроэнергии.

Электричество из дерева

Если сжать древесину, а потом вернуть в исходное состояние, она вырабатывает электрическое напряжение — правда, очень низкое. Ученые из Швейцарии провели несколько экспериментов и в 2021 году сумели превратить древесину в мини-генератор.

Исследователи изменили химический состав древесины. Они поместили ее в смесь перекиси водорода и уксусной кислоты, растворили один из компонентов древесной коры — лигнин — и оставили только целлюлозу. В результате древесина превратилась в «губку», которая после сжатия самостоятельно возвращается в исходную форму. По словам ученых, такая губка генерирует электрическое напряжение в 85 раз выше, чем обычное дерево.

Так выглядит древесина после растворения лигнина (Фото: САУ Nano / Empa)

Как это применять: пока исследователи проводят испытания получившегося материала. Они уже выяснили, что энергии 30 деревянных брусков длиной 1,5 см хватит для питания ЖК-дисплея.

Жидкое топливо из солнечной энергии

Сейчас электричество получают с помощью сжигания органического топлива, например угля и природного газа. У этого способа есть две проблемы: органическое топливо вредит экологии и когда-нибудь закончится.

Это заставляет ученых искать замену органике.

С 2001 года китайские ученые пытались преобразовать солнечную энергию в жидкое топливо. Спустя 20 лет у них это получилось.

Исследователям удалось получить жидкий продукт с минимумом примесей — содержание метанола в нем достигает 99,5%. Для этого потребовалось три шага:

• превратить свет, полученный с помощью солнечных батарей, в энергию;
• с помощью этого электричества разложить воду на водород и кислород;
• соединить водород и оксид углерода и получить метанол.

Чтобы получить нужное количество солнечного света, исследователи используют целые фермы солнечных батарей

Как это применять: в отличие от нефти и угля, это топливо сгорает чисто. Если у Китая получится сделать производство жидкого метанола массовым, углекислого газа в атмосфере станет намного меньше — на долю Китая приходится около 29% мировых выбросов.

Какие есть альтернативные источники электроэнергии для дома? Какой генератор лучше выбрать? Объясняет эксперт

Во времена энергетической нестабильности в Украине все больше людей задумывается над вопросом альтернативных источников энергии для своего дома. Какие есть варианты?

Сейчас Украина находится в периоде энергетической нестабильности: о вероятности так называемых «веерных» отключений света не раз говорили в правительстве. К тому же зимой из-за погодных условий (снегопады, ураганы) возможно аварийное отключение электроэнергии. Какие есть варианты альтернативных источников энергии для дома? Разбирались в «Завтраке с 1+1».

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Можно ли родителям заходить в школу во время карантина: отвечает юрист

Из-за урагана, который был в Украине на днях, было обесточено множество домов. Среди них – и дом ведущей шоу «Твой день» Ирины Ванниковой. Она вспоминает:

«Хотя мы себе сделали «умный дом», главными коммуникациями в котором можно управлять со смартфона, это не обезопасило нас от холода и темноти. Мы сидели в холодном доме при свечах и едва смогли выбраться из дома».

Каким же может быть решение этой неприятной ситуации, которая произошла с ведущей? Это альтернативный источник электропитания, среди которых:

Однако из-за нашего климата ветровые и солнечные источники малопродуктивны, особенно зимой. Эксперт по альтернативному электропитанию Дмитрий Шутов объясняет:

«У нас нет постоянного сильного ветра и яркого солнца круглый год. Эффективность солнечной энергии зимой составляет 10-15%, не больше».

Если говорить об источнике бесперебойного питания, его энергия аккумулируется в батарее. И здесь очевиден главный минус такого прибора – он нуждается в подзарядке так же с помощью электроэнергии. Поэтому на сегодняшний день лучший альтернативный вариант – это генераторы.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Когда выгодно покупать новое жилье, в какой валюте стоит оформить ипотеку и реально ли получить квартиру от государства: объясняет эксперт по недвижимости

Генераторы заправляются бензином или дизельным топливом. Об их преимуществах и недостатках рассказал Дмитрий Шутов:

►Бензиновый генератор лучше заводится зимой, но это генератор воздушного охлаждения, который работает 8 часов подряд и затем требует 1 часа отдыха.

►Дизельный генератор более экономичен, имеет жидкостное охлаждение, поэтому может работать долгое время без «отдыха», но зимой завести его труднее, чем бензиновый.

Также эксперт дает совет: лучше покупать генератор заранее, летом. Тогда на него спрос меньше, а выбор больше.

Смотрите видео о субсидиях 2021-2022: кто и как имеет право получить финансовую помощь:

ФОТО: pixabay.com/Comfreak

Теги:

#социум #полезные советы #Сніданок з 1+1

Звездные новости

Все видео

Сломал представление о классической бондиане – история Дэниэла Крейга

Вера Кекелия и Роман Дуда ждут первенца

Девушка Леонардо Ди Каприо оказалась под прицелом интернет-ненавистников

Как София Ротару отметила 72-й день рождения

Таблетки или спорт: Меган Маркл заметно похудела после родов

Папарацци подловили Дэниела Рэдклиффа на улицах Нью-Йорка в компании десятка собак

Ксения Собчак получила штраф от полиции из-за экстравагантной свадьбы

Ведущие 1+1 примеряли образы зарубежных звезд в рамках конкурса «New Fashion Zone»

У отца Бейонсе обнаружили рак груди

Звездные отцы Ник Картер и Дэн Рейнольдс поделились фотографиями новорожденных малышей

Кто из знаменитостей имел или имеет проблемы со зрением

Японские школьницы заставили принца Гарри покраснеть

Оззи Осборн рассказал, что у него болезнь Паркинсона

Ким Кардашьян планирует кардинально сменить профессию

Группа BTS выступила на престижной музыкальной церемонии Grammy

У солистки группы Spice Girls Мел Би могут забрать восьмилетнюю дочь

Элтон Джон ушел со сцены прямо посреди концерта

«Когда хоронят молодых» – новый трек от рэперки Alyona Alyona растрогал сеть

В Сан-Франциско начали снимать продолжение «Матрицы»

Правила жизни супермодели Синди Кроуфорд

Новости по теме

Завтрак с 1+1

Победительница «Голосу країни-12» Мария Квитка показала татуировку в честь Тараса Шевченко в «Сніданку з 1+1»

21 ноября

#голос страны

Завтрак с 1+1

Чтобы пережить отсутствие света, тепла и воды: 10 необходимых вещей на экстренный случай

11 ноября

#война

Завтрак с 1+1

Что будет с ценами на овощи и курсом доллара до конца 2022 года: прогноз экономиста

11 ноября

#война

Завтрак с 1+1

«Без юмора сейчас никуда» — Игорь Ласточкин о новом сезоне «Ліги Сміху» на ТЕТ

10 ноября

#Лига Смеха

Завтрак с 1+1

Людмила Барбир и Руслан Сеничкин приготовили плов с детьми-переселенцами и детьми военных: рецепт

10 ноября

#ведущие 1+1

Завтрак с 1+1

Правила безопасного использования свечей: что категорически нельзя делать

10 ноября

#здоровье

• Популярное
• Важное

• Михайлов день: что нельзя делать

  21. 11.2022

  #какой сегодня праздник

• С Днем ангела Михаила: поздравления с именинами в стихах и открытках

  21.11.2022

  #какой сегодня праздник

• Гороскоп на 22 ноября для всех знаков зодиака: порадуйте себя вкусненьким

  21.11.2022

  #гороскоп

• Какой сегодня праздник — 21 ноября: День архангела Михаила, Михайлов день (что нельзя делать)

  21. 11.2022

  #какой сегодня праздник

• Грандиозный суперфинал «Голосу країни-12»: победительницей сезона стала фольклористка Мария Квитка, которую на Нокаутах спасла команда «Другого шансу»

  21.11.2022

  #финал шоу

• День Достоинства и Свободы 2022: история и поздравления

  21.11.2022

  #какой сегодня праздник

• Стало известно имя победителя «Голоса країни-12»

  20. 11.2022

  #Шоу

• Защитница Азовстали «Пташка» спела в финале «Голосу країни-12» (видео)

  20.11.2022

  #война

• Голос країни-12: все выступления в финале (видео)

  20.11.2022

  #война

• Тренеры американского The Voice Гвен Стефани, Камила Кабелло, Блейк Шелтон и Джон Ледженд подготовили сюрприз для украинских зрителей «Голосу країни» (видео)

  20. 11.2022

  #война

• Победительница «Голосу країни-12» Мария Квитка показала татуировку в честь Тараса Шевченко в «Сніданку з 1+1»

  21.11.2022

  #голос страны

• Стала известна дата премьеры спешл-эпизода шоу «Song of my life» на телеканале ТЕТ

  06.11.2022

  #премьера

Образ дня: голосування за найошатнішу вишиванку ведучих 1+1 (7 образів)

Новости

• Егор Гордеев, Святослав Гринчук, Наталья Мосейчук, Людмила Барбир и Тимур Мирошниченко призвали украинцев пройти обучение по психологии травмы

  21 ноября

  #ведущие 1+1

• На форуме безопасности в Канаде презентовали документальный проект об Украине, к созданию которого присоединилась группа 1+1 media

  21 ноября

  #новости тсн

• Гороскоп на 22 ноября для всех знаков зодиака: порадуйте себя вкусненьким

  21 ноября

  #гороскоп

• Победительница «Голосу країни-12» Мария Квитка показала татуировку в честь Тараса Шевченко в «Сніданку з 1+1»

  21 ноября

  #голос страны

• «Наш финальный удар – это полная изоляция российского и белорусского спорта в мире», – Ольга Харлан присоединилась к проекту «Спортивный фронт»

  21 ноября

  #война

• Грандиозный суперфинал «Голосу країни-12»: победительницей сезона стала фольклористка Мария Квитка, которую на Нокаутах спасла команда «Другого шансу»

  21 ноября

  #финал шоу

• День Достоинства и Свободы 2022: история и поздравления

  21 ноября

  #какой сегодня праздник

• С Днем ангела Михаила: поздравления с именинами в стихах и открытках

  21 ноября

  #какой сегодня праздник

• Михайлов день: что нельзя делать

  21 ноября

  #какой сегодня праздник

• Какой сегодня праздник — 21 ноября: День архангела Михаила, Михайлов день (что нельзя делать)

  21 ноября

  #какой сегодня праздник

• Стало известно имя победителя «Голоса країни-12»

  20 ноября

  #Шоу

• Голос країни-12: все выступления в финале (видео)

  20 ноября

  #война

• Стали известны имена суперфиналистов «Голосу країни-12»

  20 ноября

  #война

• Защитница Азовстали «Пташка» спела в финале «Голосу країни-12» (видео)

  20 ноября

  #война

• Стало известно имя победителя народного голосования, который выступит в команде «Другого шансу» в финале «Голосу країни-12»

  20 ноября

  #война

• Тренеры американского The Voice Гвен Стефани, Камила Кабелло, Блейк Шелтон и Джон Ледженд подготовили сюрприз для украинских зрителей «Голосу країни» (видео)

  20 ноября

  #война

• Гороскоп на 21 ноября для всех знаков зодиака: ищите выход из ситуации

  20 ноября

  #гороскоп

• Оля Полякова собрала более 2 миллионов гривен на протезирование украинских военных

  20 ноября

  #война

• Какой сегодня праздник — 20 ноября: Федот Ледостав, Всемирный день ребенка (что нельзя делать)

  20 ноября

  #какой сегодня праздник

• Де дивитись суперфінал Голосу країни, Сніданок з 1+1, серіал Папік та найгучніші футбольні матчі — роз’яснення

  19 ноября

  #новости 1+1

Новини партнерів

• «россияне поддерживают войну, а значит, принимают в ней непосредственное участие», — украинский гимнаст, олимпийский чемпион Олег Верняев

• «Мы не отрываемся от контекста войны, но даем зрителю «выдыхать»», — креативный продюсер линейного производства «Сніданку з 1+1» Ирина Гулей

• «Когда россия развалится на несколько стран, тогда мы действительно победим», — Константин Грубич, ведущий и репортер телеканала 1+1

• «Потому что смех – он лечит»: Ирина Сопонару, Анастасия Оруджова, Татьяна Песик и Александра Машлятина о том, почему «Лига Смеха» станет терапевтическим средством для ментального здоровья украинцев

• «Если бы мне суждено было погибнуть – я бы уже погибла раз 15», – Виктория Стрельцова, корреспондентка ТСН

• «Останнє передвоєнне повідомлення в телефоні прийшло від подруги: «Виспись гарненько!», – Валерія Ковалінська, кореспондентка ТСН

Домашние генераторы могут стать тремя экологичными альтернативами ископаемому топливу

Инженеры-экологи и ученые разработали три устройства без вредных выбросов для производства чистой энергии в небольших масштабах.

(фото: Pixabay/Muntzir)

Фото: Pixabay/Muntzir

По мере того, как устойчивость становится критической проблемой для всех нас, все больше и больше людей ищут способы уменьшить свой углеродный след дома.

Многие владельцы домов устанавливают энергосберегающие приборы, чтобы свести к минимуму свою зависимость от ископаемого топлива. Другие устанавливают солнечные панели на крышах домов, исключая их подключение к обычной электросети.

В то же время страны по всему миру ставят цели по углеродной нейтральности с учетом экологической устойчивости. Эти цели достижимы, когда люди и правительства используют альтернативные энергетические технологии и предотвращают ненужные выбросы парниковых газов. Внедрение генераторов без выбросов может помочь домохозяйствам и предприятиям сократить свой углеродный след, предотвращая дополнительные последствия изменения климата.

Большинство генераторов работают на газе, дизельном топливе, природном газе или пропане, каждый из которых производит выбросы. Люди полагаются на генераторы как для резервного питания, так и для дополнительных источников, чтобы снизить нагрузку на сеть.

Когда люди используют генераторы, работающие на ископаемом топливе, они способствуют загрязнению атмосферы. Когда выбросы парниковых газов от устройств проникают в атмосферу, они меняют ее состав. Это изменение ставит под угрозу способность Земли производить и регулировать поддерживающую жизнь температуру поверхности.

Этот усиленный парниковый эффект вызывает множество проблем, таких как вынужденная миграция, вытеснение воды, сельскохозяйственные ограничения, затопление береговой линии и многое другое. Физические лица могут уменьшить выбросы в атмосферу, инвестируя в альтернативные генераторы. Инженеры-экологи и ученые разработали три безэмиссионных устройства для обеспечения домовладельцев чистой энергией в небольших масштабах.

1. Генераторы на солнечной энергии

Первой зеленой альтернативой бытовым генераторам являются версии на солнечной энергии. Это портативные энергетические системы, использующие фотоэлектрические (PV) солнечные панели для сбора энергии вместо ископаемого топлива. Фотоэлектрические системы работают, поглощая солнечный свет и преобразовывая его в полезную энергию. Фотоэлектрические устройства производят нулевые выбросы при выработке электроэнергии.

Солнечные генераторы используют постоянный ток энергии для производства электроэнергии. Хотя использование этой технологии в жилом секторе в настоящее время минимально, многие регионы, подверженные ураганам, полагаются на эти генераторы как на надежные резервные источники.

После того как в 2017 году на Пуэрто-Рико обрушился ураган «Мария», многие местные жители несколько месяцев жили без электричества. Длительные отключения поставили под угрозу безопасность населения и доступ к медицинским и коммуникационным услугам.

Специалисты по оказанию помощи при стихийных бедствиях определили солнечную энергию как эффективное средство реагирования на регионы, опустошенные ураганами. Если бы в Пуэрто-Рико после Марии появились солнечные генераторы, доступ жителей к ресурсам жизнеобеспечения и услугам был бы улучшен.

Инженеры разработали портативные солнечные устройства для отправки в районы во время отключений электроэнергии в рамках пакета помощи. Сообщества будут иметь доступ к удаленным источникам энергии, пока электрики не отремонтируют их обычную сеть.

2. Ветряные турбины

Ветряные турбины выступают в качестве зеленой альтернативы обычным генераторам, вырабатывая доступную электроэнергию во время отключений. Штормы вносят значительный вклад в отключения и отключения электроэнергии, но они также увеличивают скорость ветра, помогая турбинам производить больше энергии.

Лопасти турбины соединяются с генератором через вал и различные шестерни. При движении ротора генератор вырабатывает ток электричества. Жители могут получить доступ к электроэнергии, поскольку турбины производят ее без каких-либо помех. Турбины также производят электричество без выбросов, что помогает сохранить состав атмосферы.

3. Генераторы с питанием от аккумуляторов

Генераторы с питанием от аккумуляторов производят электроэнергию менее эффективно по сравнению с вышеперечисленными возобновляемыми системами. Они идеально подходят для жителей, которые хотят заряжать свои смартфоны и другие мелкие бытовые приборы во время перебоев в электроснабжении. Современные электрические генераторы поставляются с 120-вольтовыми розетками , зарядными устройствами постоянного тока и портами USB.

Как и два упомянутых выше устройства, генераторы с батарейным питанием не производят прямых выбросов, сокращая углеродный след жителей. Они также помогают сообществам получить доступ к необходимым медицинским и коммуникационным системам.

На что следует обратить внимание

Оценив три альтернативы домашним генераторам на ископаемом топливе, вы, возможно, почувствуете необходимость инвестировать в одну из них для своей собственности. Прежде чем совершить покупку, важно оценить потребности вашего жилья в энергии. Вы можете рассчитать размер и тип генератора, который вам нужен, изучив энергопотребление ваших устройств и проведя энергоаудит дома.

Затем люди должны установить разумный бюджет для своих покупок. Зеленые генераторы могут быть дорогостоящими и требуют дополнительных затрат на установку. После оценки ваших потребностей в мощности и ценового диапазона вы можете приступить к поиску эффективной и надежной системы.

Поскольку экологическое сознание постоянно растет, экологические технологические достижения будут продолжать совершенствовать генераторы без выбросов. Технология хранения водородных топливных элементов демонстрирует многообещающий потенциал в сфере оказания помощи при стихийных бедствиях. Он также может поддерживать чистую электрическую сеть, помогая жителям во время перебоев в подаче электроэнергии.

Хранение водорода помогает профессионалам в области энергетики получать и удерживать возобновляемую энергию в течение длительного времени. Солнечные батареи и ветряные турбины доставляют электричество жителям по мере их производства. Топливные элементы могут накапливать избыточную энергию, создавая больший запас и обеспечивая безопасность электропитания во время отключений.

Какая система лучше всего подходит для удовлетворения ваших бытовых потребностей в энергии?

У трех перечисленных выше вариантов генераторов есть различные преимущества и недостатки. При покупке системы важно оценить каждое потенциальное преимущество, чтобы обеспечить эффективность устройства.

Ветряные турбины являются наиболее эффективной альтернативой, поскольку они достигают максимальной мощности во время штормов, создавая надежный источник энергии.

Солнечные генераторы также обеспечивают надежную электроэнергию, но они не могут достичь максимальной эффективности в пасмурные дни. Генераторы с батарейным питанием наименее эффективны, поскольку их мощность ниже, чем у других вариантов.

Каждая система предоставляет жильцам уникальные преимущества и помогает удовлетворить их потребности в энергии.

Информационный бюллетень

ПОДПИСАТЬСЯ И ПОДПИСЫВАТЬСЯ

Получайте главные новости и сообщения в блогах по электронной почте каждый день. Информационные бюллетени могут предлагать персонализированный контент или рекламу. Узнать больше

Статьи по теме

Модели производства и хранения возобновляемой энергии | Модернизация сети

Модели производства и хранения возобновляемой энергии позволяют исследователям изучить влияние интеграции крупномасштабных возобновляемых источников энергии в электрическую сеть.

Возобновляемая генерация во многом отличается от традиционной генерации. Возобновляемый электростанция состоит из сотен малых генераторов возобновляемой энергии (мощностью 1–5 МВт) с силовой электроникой, взаимодействующей с сетью, в то время как обычная электростанция состоит из одного или двух крупных синхронных генераторов (мощностью 50–500 МВт), соединенных напрямую к сетке. Кроме того, изменчивость возобновляемых источников энергии и сокращение в инерции системы, связанной с возобновляемыми генераторами, требуются уникальные гибкие средства управления и накопление энергии для оптимальной интеграции.

Исследователи NREL разрабатывают модели генераторов возобновляемой энергии, хранения и возобновляемых источников энергии. силовые установки, позволяющие:

• Разработчики систем для проведения исследований воздействия на систему

• Производители возобновляемой энергии для улучшения алгоритмов управления, эффективности, и надежность

• Владельцы, операторы и разработчики возобновляемых источников энергии для оптимизации своего интерфейса с сеткой

• Независимые системные операторы для повышения стабильности энергосистемы путем имитации восстановительных работ. схемы действий по стабилизации их зоны балансировки или большей энергосистемы.

Возможности

• Разработка динамических моделей приливных и речных генераторов с регулируемой накачкой аккумулирующая гидроэнергетика, ветряные генераторы, ветряные электростанции, аккумулирование энергии, фотоэлектрические (PV) инверторы и фотоэлектрические установки

• Разработка переходных моделей фотоэлектрических генераторов и накопителей с силовой электроникой преобразователи

• Разработка алгоритмов управления фотоэлектрическими инверторами и проверка с помощью моделирования

• Разработка алгоритмов инерционного реагирования ветроэнергетических установок

• Гашение колебаний генераторами возобновляемой энергии и электростанциями на возобновляемых источниках энергии для субсинхронный резонанс, межзональные колебания и другие явления

• Разработка моделей возобновляемых источников энергии (фотоэлектрических, ветряных, аккумулирующих) и обычных генераторов в реальном времени. генераторы (синхронные машины) в платформах RTDS и Opal-RT для аппаратного обеспечения в контуре тестирование

Проекты

Моделирование генераторов, установок и хранилищ, симуляция и проверка

Инженеры NREL работали с предприятиями коммунального хозяйства и возобновляемых источников энергии для разработки динамические модели возобновляемых генераторов и возобновляемых электростанций с прямой последовательностью имитаторы энергосистемы и имитаторы электромагнитных переходных процессов, позволяющие исследования воздействия на систему, интеграция коммунальных сетей, разработка новых алгоритмов управления, и предоставление вспомогательных услуг из возобновляемых источников.

Руководящие принципы, рекомендуемая практика и стандарты

Исследовательский и инженерный персонал NREL поддерживает разработку руководств, рекомендуемых практики и стандарты в сотрудничестве с Институтом электротехники и электроники Инженеры, Координационный совет Western Electricity, Международное энергетическое агентство, и Международной электротехнической комиссией в области динамического моделирования. ветрогенераторов и ветряных электростанций.

Тестирование мощностей аппаратного обеспечения в цикле

Исследователи NREL разрабатывают программно-аппаратные комплексные симуляционные испытания методы, известные как тестирование силового оборудования в контуре. Силовое оборудование в контуре позволяет создавать модели сетей энергосистемы в реальном времени. в RTDS и Opal-RT для интеграции с реальным тестируемым оборудованием (например, турбины, фотоэлектрические инверторы и хранилища) для имитации реальных событий, таких как колебания, подсинхронный резонанс, неисправности и возмущения. Электропитание оборудования в контуре методология предоставляет уникальные возможности для исследования воздействия возобновляемых источников энергии по системам передачи и распределения электроэнергии, определить их взаимодействие, разработать стратегии смягчения последствий и проверять реальное оборудование при включении питания перед его установкой в поле.

Натриево-серная батарея для хранения энергии

Исследователи NREL совместно с Xcel Energy и NGK разработали динамическую модель Натриево-серная аккумуляторная батарея мощностью 7,2 МВтч в Люверне, Миннесота. Модель была разработан, чтобы помочь Xcel Energy понять и проверить накопление энергии в различных режимах операций, таких как сдвиг во времени, экономическая диспетчеризация, регулирование частоты, ветер сглаживание и выравнивание ветра.

Публикации

Динамическое моделирование ГАЭС с регулируемой скоростью , Общее собрание IEEE Power and Energy Society (2015)

Моделирование и управление ветряными турбинами типа 2 для подавления субсинхронного резонанса, Преобразование энергии и управление (2015)

Вспомогательный контроллер на основе синхрофазора для повышения стабильности напряжения в распределительной сети Система с высоким проникновением возобновляемой энергии, Транзакции IEEE в Smart Grid (2015)

Модели коробки передач и трансмиссии для изучения динамических эффектов современных ветряных турбин, IEEE Transactions on Industry Applications (2014)

Влияние обеспечения инерционной реакции на динамические нагрузки трансмиссии ветряных турбин , Конгресс и выставка по преобразованию энергии IEEE (2014 г.