Wie sich erneuerbare Energien auf die Sicherheit elektrischer Lasten und der Infrastruktur auswirken

Erneuerbare Energiequellen wie Wind-, Solar- und Wasserkraft, die auch Batteriespeicher umfassen, machen heute etwa 30% der Vereinigten Staaten’.’ Stromnetz. Je mehr Unternehmen diese Ressourcen nutzen und in ihre bestehenden Systeme integrieren, desto größer wird diese Zahl. Die Nachfrage der Verbraucher entspricht diesem Wandel und motiviert Branchen von der IT über das Gesundheitswesen bis hin zur Offshore-Bohrung, solche erneuerbaren Ressourcen einzusetzen.

Die Nutzung neuer Energieressourcen ist großartig. Sie trägt dazu bei, die Belastung der bestehenden Infrastruktur zu verringern. Sie gewährleistet, dass die Menschen überall im Land Zugang zu Energie haben. Allerdings muss die Sicherheit im Vordergrund stehen. Der Einsatz einer Solaranlage in einem kommerziellen Milchviehbetrieb oder einer Windturbine in einem abgelegenen Fahrzeugdepot wirkt sich direkt auf das Verhalten der elektrischen Verbraucher aus. Bidirektionale Strompfade, Fehlerstrominterferenzen und unterschiedliche Wattanforderungen erhöhen das Risiko für Geräte, Inventar, Gebäude und Menschenleben.

Warum die Integration erneuerbarer Energien neue elektrische Realitäten schafft

Mehrere staatlich geförderte Finanz Die Anreize für erneuerbare Energien umfassen Darlehen, Steuergutschriften und Zuschüsse. Auch wenn sich diese unter verschiedenen Regierungen ändern können, ist der langfristige Trend zur Einführung solcher Technologien positiv.

Das Problem besteht darin, wie sich das elektrische Umfeld nach der Integration verändert. Der Strom fließt nicht mehr vom Netz zu den Verbrauchern. Stattdessen wird die Energie vor Ort erzeugt, vom Versorgungsunternehmen abgenommen und an dieses geliefert. Diese Umstellung ist oft komplexer, als es die alten Systeme verkraften können.

Die erste Veränderung ist der bidirektionale Energiefluss. Sonnen- und Windenergie drückt Energie durch die Verteilungsanlagen zurück. Dieser Rückfluss führt dazu, dass Leiter und Transformatoren mehr Strom in Richtungen leiten, die ursprünglich bei der Planung der Anlage nicht vorgesehen waren.

Die nächste Veränderung ist die Intermittenz. Lange bewölkte Tage können die Solareffizienz beeinträchtigen. Dasselbe gilt, wenn die Windleistung saisonal schwankt. Diese schnellen Schwankungen zwingen Netzanschlüsse, Generatoren und Batteriespeicher zum Ausgleich. Jeder Ausgleich ist ein Mikro-Surge, der die Schaltanlagen und Verteilerkästen zusätzlich belastet.

Auch die Spannungsschwankungen nehmen zu. Die meisten Systeme für erneuerbare Energien verfügen über eingebaute Regler, die sicherstellen, dass die Wechselrichter konsistent und kontrolliert bleiben, aber sie können plötzliche Produktionsschwankungen nicht vollständig ausgleichen. Diese führen natürlich zu Spannungsanstiegen, Ungleichgewichten im Neutralleiter und harmonischen Verzerrungen. Wenn man Batteriespeicher hinzufügt, erhält man eine weitere Ebene von Lade- und Entladezyklen aufgrund von abrupten Änderungen im Lastverhalten.

Der Punkt ist, wenn Sie eine erneuerbare Ressource zur Energieerzeugung in Ihrer gewerblichen oder industriellen Anlage “aufrüsten” oder integrieren wollen, müssen Sie sich mit Elektroingenieuren beraten wie wir bei Dreiym um künftige Risiken zu vermeiden.

Risiken für die Gebäudeinfrastruktur bei veränderten Belastungsmustern

Trotz dieser Risiken gehen immer mehr Einrichtungen dazu über, erneuerbare Energien teilweise oder vollständig zu integrieren. Das Problem besteht nun darin, sicherzustellen, dass vor, während und nach einer solchen Umstellung alles sicher läuft. Erneuerbare Energien verschlechtern häufig die Stromqualität in einer Weise, die die meisten Facility Manager nicht vorhersehen können.

Schauen Sie sich eine Einrichtung für die Lagerung von gekühlten Waren, wie z. B. Medikamente, an. Diese müssen innerhalb bestimmter Temperaturbereiche gelagert werden, da sonst die Gefahr besteht, dass der Bestand aufgrund von FDA-Sicherheitsvorschriften entsorgt werden muss. Wenn das Stromversorgungssystem der Einrichtung erneuerbare Rückspeisung als Fehlerbedingungen fehlinterpretiert, kann dies zu lästigen Auslösungen, Ausfallzeiten und ungeplanten Ausfällen führen. Das bedeutet, dass all diese lebensrettenden Medikamente schnell zu verlorenem Inventar werden und dem Unternehmen und seinen Kunden irreparablen Schaden zufügen.

Sehen Sie sich eine Produktionsanlage an. Wechselrichterbasierte Geräte einer Windturbinenanlage können Oberschwingungen erzeugen. Diese Systeme stören Motoren, Förderanlagen und Roboter und verkürzen die Lebensdauer der wichtigsten Komponenten. Das Problem ist, dass das Risiko damit noch nicht beendet ist.

• Batteriespeichersysteme: Batterie-“Bänke” mit hoher Kapazität (Räume oder Räume mit mehreren Batterien) konzentrieren eine große Menge an Energie auf kleinem Raum. Das erhöht das Fehlerpotenzial und das Risiko eines thermischen Durchgehens aufgrund schlechter Belüftung, Abstände oder Umgebungsbedingungen.
• Störlichtbogen & Erdung: Fehlerstrombeiträge von Solar- oder Batteriespeichern verstärken die auftretende Energie. Dadurch verschieben sich die Auslösezeiten von Schutzmaßnahmen, was eine Aktualisierung von Relais, Sicherungen und Koordinierungsstrategien erfordert. Als Reaktion darauf müssen ältere Lichtbogenstudien aktualisiert werden, ebenso wie die Erdungsanforderungen aufgrund des zusätzlichen Lastausgleichs.
• Menschliche Sicherheit: Das Risiko der Exposition von Menschen ist real. Bei der Synchronisierung von Wechselrichtern oder beim Umgang mit Anschlussdosen, die an Stromkreise für erneuerbare Energien angeschlossen sind, kann es zu Problemen mit dem Wartungspersonal kommen. Rückspeisungen können unter Spannung bleiben, weshalb Verriegelungs- und Kennzeichnungsverfahren vorhanden sein müssen, um Schocks, Verbrennungen oder Brandgefahr zu vermeiden.
• Regulierung & Versicherung: Sie werden neue Verantwortlichkeiten für die Einhaltung von Vorschriften für Stromversorgungssysteme mit mehreren Energiequellen übernehmen müssen, einschließlich Dokumentation, Tests und Überprüfung. Die Versicherer können forensische technische Bewertungen und Erdungstests verlangen, bevor sie auf Wind-, Solar- und Wasserkraft umschalten.

Das Spektrum reicht von Höhenarbeiten an einer Windkraftanlage bis hin zur chemischen Belastung in einem Batterieraum. Die Einführung erneuerbarer Energiequellen bedeutet eine größere Belastung für das Risikomanagementteam. Sie bieten eine Fülle von Vorteilen, aber nur, wenn Sie die notwendigen Schritte zur langfristigen Wartung und Risikominderung befolgen.

Wie Einrichtungen die ordnungsgemäße Integration erneuerbarer Energien überprüfen und Risiken minimieren können

In Gewerbe- und Industriestandorten muss bewertet werden, wie ein neues System oder eine neue Anlage zur Nutzung erneuerbarer Energien mit der bestehenden elektrischen Infrastruktur interagieren könnte. Sie müssen die Lastverschiebung unter neuen Bedingungen messen und feststellen, ob die Installation dem tatsächlichen Belastungsverhalten des Systems entspricht.

Beginnen Sie damit, alles zu dokumentieren. Fügen Sie nur erneuerbare Energiequellen hinzu, indem Sie fortschrittliche elektrische Pläne und Zeichnungen verwenden, und achten Sie darauf, diese während der Installation zu aktualisieren. Ein umfassender Systemplan mit genauen Diagrammen stellt sicher, dass Wartungsteams und Techniker die Systeme sicher und durchgängig reibungslos betreiben können.

Als Nächstes sollten Sie die Wechselrichtereinstellungen und die Inbetriebnahmeberichte genau prüfen. Wechselrichter sind für das Management von Synchronisation, Anti-Insellösung, Schutz, Rampenraten und Oberschwingungsleistung entscheidend. Ohne eine korrekte Programmierung auf der Grundlage des Lastprofils Ihrer Anlage müssen Sie mit instabiler Leistung oder Spannungsanstiegen in kritischen Bereichen rechnen.

Qualifizierte Elektroingenieure müssen Fehlerstromberechnungen neu durchführen. Wind-, Solar- und Wasserkraftwerke erhöhen die verfügbare Fehlerenergie. Dies wirkt sich auf die Auswahl von Leistungsschaltern, die Koordinierung von Sicherungen und die Grenzen von Störlichtbögen aus.

Schließlich sollten Sie regelmäßige Erdungsprüfungen und Berichte über den elektrischen Lastausgleich durchführen. Dadurch wird sichergestellt, dass der gesamte Fehlerstrom in Bezug auf die Quelle sicher bleibt, ohne das Risiko für Ihr Personal zu erhöhen. Ein wenig Vorbeugung trägt wesentlich dazu bei, die Versicherungsprämien auf einem akzeptablen Niveau zu halten, während Sie von den finanziellen Vorteilen und dem guten Ruf der Umstellung auf erneuerbare Energiequellen profitieren.

Stärken Sie die Strategie für erneuerbare Sicherheit in Ihrer Einrichtung

Der Grund, warum wir unser Team aus erfahrenen, professionellen Elektro- und Kriminaltechnikern empfehlen, ist, dass erneuerbare Energien Strategien erfordern, die auf jede Anlage und jeden Betrieb zugeschnitten sind. Das kann verschiedene Taktiken beinhalten, wie zum Beispiel:

• Lastumbau zum Abbau überlasteter Anlagen
• Selektive Koordinierung, die bei Änderung der Fehlerströme aktualisiert wird
• Oberwellenfilter und Leistungsregler zur Stabilisierung von Wechselrichterstrom
• Trennung der erneuerbaren Stromkreise zur Vermeidung von Rückspeisung
• Neugestaltung der Erdung für Netze
• Verringerung des Stromschlag-, Fehler- und Brandrisikos
• Sicherstellung der richtigen Lüftungswege und Gefahrenzonen
• Stets ein auf die vorhandenen Ressourcen abgestimmtes Unterdrückungssystem

Die Bewertung dieser Systeme durch ein externes Team gibt Ihrer Unternehmensleitung, Ihren Kunden und Versicherern die Gewissheit, dass das Risiko gemindert ist. Auf diese Weise können Sie sich über die Reduzierung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe oder die Senkung der Kosten freuen, die auf die Verbraucher abgewälzt werden können, was Ihrem Ruf zugute kommt.

Wir von Dreiym Engineering möchten Ihnen helfen, diese Anerkennung zu erhalten. Unsere Teams verfügen über mehr als 30 Jahre Erfahrung und werden häufig als Sachverständige nach einem Brand oder einer Explosion hinzugezogen. Wir wissen genau, wonach wir suchen müssen, und setzen bewährte wissenschaftliche Methoden und branchenübliche Verfahren ein, von Drohnen-Infrarotscans bis hin zu forensischer Technik. Wir können Ihnen helfen, das Beste aus Ihrer neuen Energiequelle herauszuholen und gleichzeitig das Gefahrenrisiko zu verringern.

Rufen Sie uns heute an bei Dreiym Engineering, um einen Beratungstermin zu vereinbaren, und lassen Sie uns gemeinsam darüber sprechen, wie Sie Ihren Energiebedarf in Zukunft decken wollen.