EN
Аварійна ситуація в електромережі: резервне аварійне електропостачання
Зростаючий ризик перебоїв у електропостачанні
Застаріла інфраструктура посилює виклики, пов’язані зі стихійними лихами, спричиненими наслідками зміни клімату. Згідно з найновішим звітом за 2023 рік Північноамериканської корпорації надійності електропостачання (NERC), кількість масштабних проблем у роботі електромережі зросла на 65 % (у 2023 році), при цьому екстремальні погодні явища стали причиною 83 % великих перебоїв у електропостачанні у Сполучених Штатах з 2020 року. Це зростаюче загроза робить чутливі до перебоїв у роботі об’єкти ще більш уразливими до посилення функціональних збоїв через ланцюгову аварію електромережі.
Швидке й безперервне аварійне електропостачання від мобільних систем зберігання
Мобільні системи зберігання забезпечують унікальні динамічно адаптивні системи для «острівного» режиму роботи, тобто від’єднання систем від мережі. Мобільні системи зберігання забезпечують швидке й безперервне електропостачання завдяки своїм унікальним цифровим інверторам, що дозволяють обходити традиційні дизельні системи та час їхнього підключення (10–30 хвилин). Одиниці мобільних систем зберігання можна активувати за менше ніж 2 години. Традиційні непрацездатні дизельні системи можна модернізувати до адаптивних модульних систем для «зрізання» пікових навантажень потужністю від 100 кВт до 2 МВт.
Тіло
Мобільні системи зберігання енергії (BESS) у медичних установах під час вимушених відключень електропостачання (PSPS) у Каліфорнії в 2023 році відіграли ключову роль. Під час термінових вимкнень мобільні системи зберігання потужністю 500 кВт (BESS) забезпечили Мерседську медичну установу можливість підготовки до вимкнення за 72 години до аварійного відключення, що дозволило продовжити надання екстреної медичної допомоги та підтримки життєдіяльності (EOHCLSL), уникнувши викидів сажі дизельних двигунів і скоротивши загальні витрати на паливо на 40 %. Це принесло приблизно 220 000 дол. США за годину неперервної експлуатації завдяки швидкій можливості підключення до енергомережі регіональної лікарні.
Запропоноване рішення сприяє використанню технологій нульових викидів як альтернативи дизельним генераторам.
Операційні виклики, пов’язані з тимчасовими об’єктами, що використовують генератори на викопному паливі
Дизельні генератори є провідним варіантом тимчасового електропостачання, проте мають значні недоліки.
Шумове забруднення може порушувати спокій у житлових, готельних або подійних приміщеннях. Дизельні генератори, рівень шуму яких перевищує 85 дБ, створюють ризик порушення навколишнього середовища. (OSHA, 2023).
Дизельні генератори виділяють високий рівень CO₂, NOₓ та частинок у результаті спалювання викопного палива під час експлуатації. Викиди з печі дизельного генератора створюють ризик порушення все більш жорстких норм якості повітря.
Ключові логістичні проблеми систем дизельних генераторів: необхідність тимчасового зберігання палива на місці, системи транспортування та дозаправлення, а також зростання витрат на проєкт і ризик розливів.
Рівень технічного обслуговування, необхідний для дизельних генераторів, включає заміну мастила, заміну фільтрів та обслуговування двигуна. Таке обслуговування призводить до зростання витрат на проєкт через збільшення простоїв і трудових витрат.
Ці виклики створюють експлуатаційні та екологічні зобов’язання.
Усі витрати враховано: коли мобільні системи енергозберігання перевершують дизельні генератори.
Справедливо, що дизельні електрогенератори мають нижчу початкову вартість, але з урахуванням усіх витрат на паливо, технічне обслуговування, штрафів за порушення нормативних вимог та терміну служби рішення на основі мобільних систем зберігання енергії є кращим варіантом.
Робочі години або витрати на паливо
900 годин на рік (проєкти великомасштабного будівництва): як правило, через 5–7 років використання дизельні генератори обходяться дорожче, ніж мобільні системи зберігання енергії, а технології в цій сфері стрімко розвиваються.
Стійкі автономні та віддалені мікрогриди
Арктичні, пустельні та островові локації
У віддалених регіонах спостерігаються найбільш критичні розриви в енергетичній інфраструктурі. У Арктиці поселення зазнають впливу екстремально низьких температур, що призводить до пошкодження ліній електропередачі. У пустелях обладнання може корозійно руйнуватися з прискореною швидкістю. Острівні спільноти особливо страждають через неможливість підключення підводних кабелів. Вартість прокладання таких кабелів може перевищувати 2 мільйони доларів США за кілометр (Міжнародне енергетичне агентство, 2023 р.). За відсутності альтернативи віддалені спільноти використовують дизельні електростанції для забезпечення електроенергією. Вартість палива може становити від 0,92 до 1,30 долара США за кВт·год, що робить експлуатацію майже втричі дорожчою порівняно з альтернативними відновлюваними енергосистемами. Мобільні енергоакумуляторні установки — єдина технологія, яка дозволяє тимчасово постачати енергію й забезпечувати високонадійне електропостачання в районах, де традиційні енергомережі не можуть бути розгорнуті.
Гібридна сонячна/вітрова енергетична система з мобільними енергоакумуляторними установками для безперервного (24/7) надійного електропостачання
Коли технологія мобільних енергосховищ інтегрується з технологією виробництва енергії з відновлюваних джерел, у більшості ізольованих місць можна створювати самозабезпечувані мікромережі. Сонячні або вітрові системи забезпечують основне енергопостачання, тоді як акумуляторні батареї допомагають регулювати постачання енергії в періоди, коли виробництво енергії може бути неоптимальним. Недавні дослідження свідчать, що такі гібридні системи можуть працювати 99,98 % часу, а вартість енергії становить від 0,40 до 0,61 дол. США/кВт·год, що на 60 % менше порівняно з традиційними дизельними системами. Серед ключових переваг —:
Миттєво та надійно. Пусконалагоджувальні роботи тривають менше 4 годин
Безпечно. Заміна одного дизельного генератора дозволяє запобігти викиду 12–18 метричних тонн CO₂ щомісяця.
Це означає, що можна знову запустити роботу водяних насосів, шкіл та клінік.
Майбутнє тимчасових заходів — це гнучка та сталісна енергетика
Новий рубіж технології мобільного зберігання енергії забезпечує гнучкі та стійкі енергетичні системи для тимчасових подій, які раніше в основному забезпечувалися традиційними дизельними електрогенераторами. Сучасні ринки тимчасових подій — такі як вуличні фестивалі, спортивні заходи та виставки — починають використовувати мобільні електрохімічні акумуляторні системи як основне джерело живлення. Традиційно на вуличних заходах використовують дизельні електрогенератори для забезпечення енергією, і серед усіх сучасних вуличних подій 73 % досі використовують дизельні електрогенератори. Дизельні електрогенератори створюють шум понад 85 дБ, що порушує атмосферу тимчасових подій. Сучасні тимчасові системи електропостачання подій значно тихіші, не виділяють шкідливих вихлопних газів і суттєво покращують якість навколишнього повітря та загальний досвід участі в події. Енергетичні системи, що включають мобільні сонячні батареї, забезпечують не лише енергією за допомогою акумуляторних систем, а й повністю відновлювані енергетичні системи живлення. Організатори подій повідомляють про скорочення часу підготовки на 40 % порівняно з системами дизельних електрогенераторів. Унікальна гнучкість і мобільна конструкція цих нових енергетичних систем забезпечують суттєву перевагу, дозволяючи поставляти енергетичні системи в віддалені місця без доступу до існуючої електромережі. Тепер тимчасові події, такі як зйомки кінофільмів чи весілля на пляжі, мають надійне джерело живлення в місцях, де раніше взагалі не було доступу до електроенергії.
Розділ запитань та відповідей
Які основні виклики пов’язані з використанням дизельних генераторів для тимчасового електропостачання?
При використанні дизельних генераторів виникає багато проблем, зокрема надмірне шумове забруднення, рівень якого перевищує 85 дБ, забруднення повітря, що становить підтверджену й задокументовану загрозу якості енергії, а також часові й фінансові обмеження, пов’язані з транспортуванням, доставкою та зберіганням палива. Крім того, експлуатація дизельних генераторів вимагає значних витрат часу на їхнє обслуговування та технічне обслуговування.
Як мобільні системи зберігання енергії порівнюються з дизельними генераторами з точки зору вартості?
Хоча початкова вартість дизельних генераторів може здаватися нижчою, у довгостроковій перспективі, порівняно з іншими мобільними системами зберігання енергії, вони мають вищі витрати: витрати на паливо, регулярне технічне обслуговування та скорочений термін експлуатації. За умов інтенсивного використання енергетичні генератори забезпечують повернення інвестицій (ROI) протягом 3–5 років.
Що робить мобільні рішення для зберігання енергії вигідними для віддалених або позаєлектромережевих місць?
Мобільні системи зберігання енергії здатні забезпечувати надійне електропостачання без необхідності у стаціонарній інфраструктурі. Вони надають надійні рішення щодо електропостачання в місцях, де електромережі дуже обмежені, зокрема в Арктиці, пустелях та віддалених островах.
Які переваги мають мобільні системи зберігання енергії для тимчасових заходів?
Ці системи забезпечують чисту, гнучку та надійну електроенергію без шуму й викидів, характерних для дизельних електростанцій. Їх можливість швидкого розгортання посилюється здатністю встановлювати їх на 40 % швидше, ніж традиційні системи, що особливо вигідно для заходів, орієнтованих на сталість.