微电网是如何工作的

由:罗伯特·兰姆

在你的后院安装自己的核电站不是一个选择,但想象一下,如果你的电力需求甚至有一部分可以在当地得到满足。"width=
在你的后院安装自己的核电站不是一个选择,但想象一下,如果你的电力需求甚至有一部分可以在当地得到满足。
Joe Sohm/Digital Vision/盖蒂图片社

从前,有一个王国,由一位全能的国王统治。每天,国王都会访问他的领土上的村庄,给每家每户带来日常生活的奇迹:冷肉和奶酪,人工照明;空调以及范·迪塞尔的高清电影全集等离子屏幕

于是人们看了《雷迪克传奇》(Chronicles of Riddick),吃着水果棒棒糖,狂欢到深夜。然而,每过一个月,国王都要求他的人民及时而昂贵地进贡,经常无缘无故地提高这种货币的价格。后来有一天,国王来了,却没有带来他们赖以为生的那些光荣的礼物——甚至连一袋冷冻豌豆和一场《安抚奶嘴》(the Pacifier)的放映都没有。

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当人们问国王发生了什么事时,国王告诉他们,在王国的另一边,有一棵树倒在了一个村庄的电线上。虽然人们认为这并不公平,但他们能做些什么呢?如果不是国王,谁会给他们送这么精美的电子礼物呢?并不是说他们可以自己制造这些东西。

这种情况类似于长期以来美国普通居民与为其供电的电网之间的关系。几十年来,我们一直依赖于一个过时的、集中的系统,它浪费了电力,偶尔也不能满足每个人的需求。例如,1996年,俄勒冈州的一条电力线被损坏,导致八个州的1200万用户断电。然而,正如专制统治下的典型情况一样,在这个问题上没有太多选择。电力一直是电力批发公司的专有领域,几乎没有零售企业为争夺客户的资金而展开竞争。

然而,微电网的想法正在改变这一切。在我们的例子中,村民们制定了一个自己发电的计划,并建立了自己的地方电力影响力。也许国王现在会更合理地分配水果棒棒糖了。

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局部电网的独立性

这个位于荷兰小镇阿默斯福特的环保住宅社区展示了一些可以为微电网供电的太阳能技术。"width=
这个位于荷兰小镇阿默斯福特的环保住宅社区展示了一些可以为微电网供电的太阳能技术。
美联社照片/哔叽Ligtenberg

幸运的是,对美国公众来说,向更可靠、更高效的电网迈进并不仅仅是一场草根运动。美国能源部目前正在推行一项战略,以创建一个智能电网这是一种自动化、更清洁、集中度更低的方式,可以满足美国的能源需求。有关这项工作的更多信息,请阅读“智能电网将如何运作”。

本地化的概念电网微型智能电网"在几个关键方面符合这个整体战略。首先,当地生产的电力越多,社区从外部发电厂进口或从电网中吸取的电力就越少。这个国家的许多能源问题都是由于相当于对银行的挤兑。气温突然飙升,所以更多的人打开了空调——这会给电网带来巨大的损耗。如果没有足够的电力供应,那么并不是每个人都能获得电力——至少在电网的其他地方有足够的电力供应之前。

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想想一个家庭花园:你在后院种植的农产品越多,你从杂货店买的就越少。如果你手头有足够的西红柿,或者商店里的西红柿价格变得荒谬,你可以直接不去杂货店了。你甚至可以把多余的作物卖给当地的农贸市场。现在想象一下,用自制的电能来完成这一切。

当然,这一切的关键促成因素是技术。燃料电池、微管、往复式发动机;太阳能电池风力发电场的发展已经达到了一个由各种各样的发电机组成的小网络,可以为社区、零售区域甚至工业设施提供电力。在微电网支持的未来,你可能不必开车去水电站去看看你的电从哪里来。相反,您可以在冰箱在你的房子后面和城镇郊区的风力发电场安装一个小型微型涡轮机。

一个特别有趣的概念是晚上开车回家,给你的电动汽车进入出口。哦,但你不会用微电网给你的车充电;你可以用你的车给微电网充电。这种方法叫做车辆到网格技术

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微电网的微观管理

洛杉矶的约翰·费拉罗建筑燃料电池发电厂虽然几乎没有拖拉机拖车那么大,但却能为250个家庭提供足够的能源。这项技术在许多微电网计划中起着关键作用。"width=
洛杉矶的约翰·费拉罗建筑燃料电池发电厂虽然几乎没有拖拉机拖车那么大,但却能为250个家庭提供足够的能源。这项技术在许多微电网计划中起着关键作用。
大卫·麦克纽/盖蒂图片新闻/盖蒂图片社

微电网方法的一个关键优势是,它允许当地用户在使用电力方面做出更明智的选择,将他们从全能国王下的畏缩的臣民转变为灵活能源经济中的强大消费者。这就是种植一小块番茄供当地使用和经营一个工业化农场之间的区别。哪位农民能真正声称自己对自己的庄稼有所帮助?

如前所述,微电网并不一定存在于全国性的大型电网之外电网.当它在经济上有意义时,当地社区可以购买来自外部资源。如果电价上涨,它几乎可以完全切断自己与电网的联系,只有在当地电力短缺的情况下才使用电网定价过高的电力。

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微电网不仅可以优化电源,还可以优化电力使用。例如,一个装备良好的微电网可以解决能源短缺问题,而不是通过切断所有的电力,而是有选择地切断某些终端的电力供应。例如,该系统可能会优先考虑重要的通信和医疗保健相关的能源支出,同时将电力切断给不必要的用途或电器,如冰箱它通常可以通过偶尔的短期停电来维持。

本地发电的另一个巨大优势是热能的优化。大型发电厂也往往会产生大量未使用的热量。事实上,一个典型的发电厂所消耗的能源中有60%到80%不会转化为电能。然而,在地方一级,这种能源可以用来加热水供区域使用。

目前,全国各地的城市、工业和军事基地都处于实施微电网技术的不同阶段——这只是实现更高效、更可靠的能源未来的一个组成部分。

浏览下一页的链接,了解更多关于电力生产和消费的未来。

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来源

  • Ecobee.com。2009.(2009年8月3日)http://www.ecobee.com/
  • 克,丹。“微电网:小封装中的可靠电力。”伯克利实验室。2003年2月28日。(2009年8月10日)http://www.lbl.gov/Science-Articles/Archive/EETD-microgrids.html
  • 商人,布莱恩。“好消息:830万美国家庭现在拥有智能电表。”TreeHugger.com。2009年7月21日(2009年8月3日)http://www.treehugger.com/files/2009/07/smart-meters-us-millions.php
  • 《智能电网:导论》美国能源部,2009。(2009年7月29日)http://www.oe.energy.gov/1165.htm
  • “车辆到电网技术”。特拉华大学,2009。(2009年8月10日)http://www.udel.edu/V2G/index.html

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