Font: Energy.gov
En poques paraules, necessitem una xarxa d’energia fiable i segura. Dues maneres d’assegurar l’electricitat contínua independentment del clima o d’un esdeveniment imprevist són mitjançant l’ús de recursos energètics distribuïts (DER) i microgrids. Der produeix i subministren electricitat a petita escala i es reparteixen per una àmplia zona. Les plaques solars al terrat, les bateries de còpia de seguretat i els generadors de gasoil d’emergència són exemples de DER. Si bé els generadors tradicionals estan connectats a la xarxa de transmissió d’alta tensió, DER es connecta a la graella de distribució de baixa tensió, com ho són les residències i les empreses.
Les microgrids són quadrícules elèctriques localitzades que poden desconnectar de la xarxa principal per funcionar de manera autònoma. Com que poden funcionar mentre la xarxa principal està baixada, les microgrids poden reforçar la resiliència de la xarxa, ajudar a mitigar les pertorbacions de la xarxa i a funcionar com a recurs de la xarxa per a una resposta i recuperació del sistema més ràpides.
Recursos energètics distribuïts
Solar Der es pot construir a diferents escales, fins i tot un petit panell solar pot proporcionar energia. De fet, aproximadament un terç de l’energia solar als Estats Units està produïda per solar a petita escala, com ara instal·lacions al terrat. Les instal·lacions solars domèstiques s’anomenen solar del darrere del metre; El mesurador mesura la quantitat d’electricitat que un consumidor compra d’una utilitat. Atès que el solar distribuït està "darrere" del mesurador, els clients no paguen la utilitat per l'energia solar generada.
El cost de la propietat DER varia d’estat a estat i entre empreses de serveis públics. Una forma en què es determina la factura elèctrica és mitjançant la mesura neta, on les utilitats calculen la potència total generada pel sistema solar del client i la resten de la potència total que el client consumeix. Els clients tenen l’acreditat per la quantitat d’energia que subministren a la xarxa.
Der podria canviar fonamentalment la forma de funcionar la xarxa elèctrica. Amb DER, es genera potència allà on s’utilitza i es pot connectar amb altres DER per optimitzar el seu ús. Les llars i altres consumidors d’electricitat també són productors a temps parcial, venent excés de generació a la xarxa i les unes a les altres. L’emmagatzematge d’energia, com les bateries, també es pot distribuir, ajudant a garantir l’energia quan el solar o un altre DER no generen energia. Els cotxes elèctrics poden fins i tot emmagatzemar l’excés d’energia a les bateries dels cotxes ociosos. DER també pot incloure càrregues controlables, com els escalfadors d’aigua o les unitats d’aire condicionat que la utilitat pot utilitzar per allunyar el consum d’energia de les hores punta. Mentre que la xarxa va ser dissenyada per generar energia a les grans instal·lacions i traslladar -la per la xarxa de transmissió a la xarxa de distribució del consum, DER habilita la generació local i el consum d’electricitat.
Illes i microgrids
Les reixes de distribució són vulnerables a les interrupcions que poden afectar grans regions i milions de persones i empreses, especialment com a conseqüència d’esdeveniments meteorològics extrems i destructius. Quan les parts de la xarxa estan equipades amb DER, poden continuar servint altres càrregues a la mateixa xarxa de distribució, complint les necessitats locals amb la generació local. Això s’anomena Islanding. Els sistemes elèctrics que es poden desconnectar de la xarxa més gran, que es dediquen a l’illa intencionada, sovint s’anomenen microgrids.
Les microgrids varien de mida des d’un microgrid d’un sol custògic fins a un microgrid de substitució completa, que pot incloure centenars de generadors individuals i consumidors d’energia. Els sistemes elèctrics petits i fora de la xarxa no són un invent recent. Els vaixells, les bases militars, els avisos remots i les comunitats de tot el món han confiat des de fa temps en la generació local i la gestió de l'electricitat per satisfer les seves necessitats energètiques. DER fa que les microgrids siguin una opció més estesa, perquè els mitjans de producció d’energia s’obtenen més fàcilment i es troben als barris. Les microgrids a escala comunitària poden proporcionar resiliència i còpia de seguretat durant i després de desastres com els huracans.
La tecnologia avança per gestionar els riscos causats per l’illa amb un millor programari de control i proporcionar serveis de xarxa. Sense la xarxa més gran per ajudar a estabilitzar el subministrament elèctric, una xarxa illa podria danyar els equips connectats o ferir als treballadors que pensen que està desconnectat de la potència. Per aquest motiu, molts sistemes d’energia solar estan programats per detectar l’illa i desconnectar de la xarxa si es produeix. Més enllà de les microgrids, alguns investigadors estudien sistemes elèctrics nanogrids-smart a l'escala d'un sol edifici.
Inici negre
Una altra manera que DER i les microgrids poden contribuir a l'estabilitat de la xarxa és ajudar els processos "Black Start", que encenen la potència després que hagi baixat. Durant una insuficiència elèctrica generalitzada, es poden posar fora de línia els generadors elèctrics. Per tornar en línia, molts generadors elèctrics requereixen una bateria externa per començar, tal com ho fa un motor de cotxe. Per aconseguir -ho, els serveis públics creen plans d’inici negre, en els quals els generadors petits comencen els més grans per portar la generació constant en línia. Durant tot aquest procés, la restauració del servei ha de ser ben cronometrada, per assegurar-se que la generació i la càrrega es coincideixin contínuament. DER podria convertir-se en un valuós recurs d’inici negre, permetent a les comunitats amb microgrids iniciar els processos d’inici per si mateixos i proporcionar la capacitat necessària per iniciar generadors més grans.
