所有公用事业规模的太阳能发电场均使用逆变器,该逆变器将太阳能电池板产生的直流电转换为用于电网的交流电。但是到目前为止,这些太阳能发电场的逆变器只能工作数天,将每天的阳光转换成用于电网的交流电。
但是事实证明,由于我们向电网添加了如此多的可再生能源,因此太阳能逆变器可以通过晚上和白天的工作来完成一项新工作。通过月光照明,太阳能逆变器实际上可以帮助稳定可再生能源电网。
如果大型太阳能农场的太阳能逆变器也可以通过整夜保持工作状态来保持繁忙并降低太阳能农场的成本该怎么办?这是一位具有20年丰富设备使用经验的研究人员提出的问题。交流输电系统(FACTS),被公用事业公司用来保持电网稳定。
加拿大西安大略大学电气工程副教授拉吉夫·瓦玛(Rajiv Varma)刚刚获得了非常令人兴奋的答案的专利,并且比通用电气提前了五个月取得了这一成绩,这也是在这一精妙而及时的想法上取得成功的热点。
通过PV杂志:Varma提供了一种廉价的方法来修改太阳能逆变器,因此它们可以在夜间使用,以帮助稳定电网上的配电和输电能力。
公用事业公司已经在输电网络上使用了一种称为STATCOM(静态同步补偿器)的调节装置,该装置是一种FACTS装置,用于提供电压控制,可以改善出现配电和输电限制的电网容量。除电压控制外,它们还可以减少引起系统不稳定的电力系统振荡,随着公用事业向太阳能和风电场等更大规模的可再生系统整合的趋势,这种现象变得越来越普遍。
每个FACTS设备的核心是逆变器。Varma获得专利的是一种通过对太阳能发电场逆变器进行编程以在夜间执行稳定电网的工作来对其进行修改的方法。瓦玛(Varma)居住的安大略省(Ontario)是各种各样的试验场。由于其极高的关税税率,它正在迅速增加可再生能源。但是,这尤其导致风能供过于求,威胁电网稳定。
该省的风电公司越来越多地不得不提供自己的FACTS设备,以规范其不守规矩的风能产品,以允许其进入电网。风能可能会对电网造成极大破坏,在暴风雨天气中会使风力发电不堪重负,STATSTAT之类的FACTS设备可以通过减少电源波动(通过作为源或汇使用)来减少这种不稳定性。
通过将太阳能发电场与附近的风力发电场结婚(理想情况下,大约在五公里之内),Varma认为两者可以协同工作,提供白天和夜间的电力,并由夜间的太阳能发电场逆变器调节和平滑,甚至在阴天兼职在需要的非高峰日。他估计,例如在4.5兆瓦太阳能发电场中使用的逆变器,将在夜间充分扩展配电线路的容量,以允许将另外7兆瓦的风力发电输送到否则为拥挤的网络区域。
由Varma和他的团队牵头的700万美元加拿大研究工作刚刚通过复杂的计算机模型证明,可以将太阳能光伏逆变器用作STATCOM。该小组与安大略省的输电系统运营商Hydro One和加拿大第一太阳能公司(First Solar)紧密合作,美国薄膜巨头在该地区拥有80兆瓦的太阳能设施。
验证了这一概念之后,Varma团队的下一步就是建立几个10 KW原型逆变器系统,在实验室中对其进行测试,然后在两个地方公用事业公司伦敦水电公司和Bluewater Power的资助下在现场进行尝试。
如果该现场测试按Varma的想法进行,那么寻找一家令人振奋的新公司:SMG Night Solar已从大学研究中分离出来,将通过构想许可将具有想象力的想法商业化。
这个想法是双赢的,受益于太阳能发电场(夜间收入的可能性),风力发电场(内置电力稳定器,以使其不规则的电力更容易被接受)和公用事业(必须增加更多的可再生能源,但还必须保持网格也很稳定)。
当然,我们所有人也都将获得胜利,方法是找到另一种创造性的方式来依靠清洁能源来推动我们的经济发展,从而使我们能够继续在我们这个亲爱的星球上享受宜居的气候,希望在未来的几个世纪中,像我们在地球上一样过去。
苏珊·克雷默(Susan Kraemer)@Twitter
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