Πώς οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας επηρεάζουν το ηλεκτρικό φορτίο και την ασφάλεια των υποδομών

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική, η ηλιακή και η υδροηλεκτρική ενέργεια, οι οποίες περιλαμβάνουν την αποθήκευση μπαταριών, αποτελούν τώρα περίπου 30% των Ηνωμένων Πολιτειών’ δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Καθώς όλο και περισσότερες επιχειρήσεις λαμβάνουν αυτούς τους πόρους και τους ενσωματώνουν στα τρέχοντα συστήματα, ο αριθμός αυτός αυξάνεται. Η ζήτηση των καταναλωτών ευθυγραμμίζεται με αυτή τη στροφή, παρακινώντας κλάδους από την πληροφορική έως την υγειονομική περίθαλψη και τις υπεράκτιες γεωτρήσεις να υιοθετήσουν τέτοιους ανανεώσιμους πόρους.

Η χρήση νέων ενεργειακών πόρων είναι μεγάλη. Συμβάλλει στη μείωση της πίεσης στην τρέχουσα υποδομή. Εξασφαλίζει ότι οι άνθρωποι έχουν πρόσβαση στην ενέργεια σε όποιο σημείο της χώρας κι αν βρίσκονται. Ωστόσο, η ασφάλεια πρέπει να αποτελεί προτεραιότητα. Η χρήση μιας ηλιακής συστοιχίας σε μια εμπορική γαλακτοπαραγωγική φάρμα ή μιας ανεμογεννήτριας σε μια απομακρυσμένη αποθήκη οχημάτων επηρεάζει άμεσα τον τρόπο συμπεριφοράς των ηλεκτρικών φορτίων. Οι αμφίδρομες διαδρομές ισχύος, οι παρεμβολές ρεύματος σφάλματος και οι διαφορετικές απαιτήσεις ισχύος ενισχύουν τον κίνδυνο για τον εξοπλισμό, το απόθεμα, τα κτίρια και τις ανθρώπινες ζωές.

Γιατί η ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας δημιουργεί νέες ηλεκτρικές πραγματικότητες

Αρκετά κυβερνητικά υποστηριζόμενα χρηματοπιστωτικά τα κίνητρα για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν δάνεια, φορολογικές πιστώσεις και επιχορηγήσεις. Παρόλο που αυτά μπορεί να μεταβληθούν υπό διαφορετικές διοικήσεις, η μακροπρόθεσμη τάση προς την υιοθέτηση τέτοιων τεχνολογιών είναι θετική.

Το πρόβλημα είναι πώς αλλάζει το ηλεκτρικό περιβάλλον μετά την ενσωμάτωση. Η ισχύς δεν ρέει πλέον από το δίκτυο προς τα φορτία. Αντ' αυτού, η ενέργεια παράγεται επιτόπου, αντλώντας από το δίκτυο κοινής ωφέλειας και τροφοδοτώντας το. Αυτή η αλλαγή είναι συχνά πιο πολύπλοκη από ό,τι μπορούν να διαχειριστούν τα παλαιά συστήματα.

Η πρώτη αλλαγή είναι η αμφίδρομη ροή ισχύος. Η ηλιακή και η αιολική ενέργεια ωθούν την ενέργεια πίσω μέσω του εξοπλισμού διανομής. Αυτή η δύναμη επιστροφής αναγκάζει τους αγωγούς και τους μετασχηματιστές να μεταφέρουν περισσότερο ρεύμα προς κατευθύνσεις που δεν προβλέπονταν αρχικά στο σχεδιασμό της εγκατάστασης.

Η επόμενη αλλαγή είναι η διαλείπουσα λειτουργία. Μια μακρά περίοδο συννεφιάς μπορεί να επηρεάσει την ηλιακή απόδοση. Το ίδιο συμβαίνει και αν η αιολική παραγωγή αυξομειώνεται από εποχή σε εποχή. Αυτές οι ταχείες διακυμάνσεις αναγκάζουν τις συνδέσεις δικτύου, τις γεννήτριες και τις συστοιχίες μπαταριών να αντισταθμίσουν. Κάθε αντιστάθμιση είναι μια μικρο-υπερφόρτιση, που δημιουργεί πρόσθετη πίεση στους διακόπτες και τους πίνακες διανομής.

Η μεταβλητότητα της τάσης αυξάνεται επίσης. Τα περισσότερα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας διαθέτουν ενσωματωμένους ρυθμιστές που διασφαλίζουν ότι οι μετατροπείς παραμένουν συνεπείς και ελεγχόμενοι, αλλά δεν μπορούν να εξομαλύνουν πλήρως τις ξαφνικές μεταβολές της παραγωγής. Αυτές οδηγούν φυσικά σε γεγονότα αύξησης της τάσης, ανισορροπία ουδετέρου και αρμονική παραμόρφωση. Προσθέστε την αποθήκευση μπαταριών και θα έχετε ένα ακόμη ολόκληρο στρώμα κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης από απότομες μεταβάσεις στη συμπεριφορά του φορτίου.

Το θέμα είναι ότι αν πρόκειται να “αναβαθμίσετε” ή να ενσωματώσετε μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας για την παραγωγή ενέργειας στην εμπορική ή βιομηχανική σας εγκατάσταση, πρέπει να συμβουλευτείτε ηλεκτρολόγους μηχανικούς. όπως μας αρέσει στο Dreiym για την αποφυγή μελλοντικών κινδύνων.

Κίνδυνοι για την υποδομή των εγκαταστάσεων όταν μετατοπίζονται τα πρότυπα φορτίου

Ακόμη και με αυτούς τους κινδύνους, όλο και περισσότερες εγκαταστάσεις προχωρούν σε μερική ή πλήρη ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Το πρόβλημα τώρα είναι πώς να διασφαλιστεί ότι όλα λειτουργούν με ασφάλεια πριν, κατά τη διάρκεια και μετά από αυτές τις μεταβάσεις. Τα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συχνά υποβαθμίζουν την ποιότητα ισχύος με τρόπους που οι περισσότεροι διαχειριστές εγκαταστάσεων δεν μπορούν να προβλέψουν.

Αναζητήστε μια εγκατάσταση για την αποθήκευση ψυχόμενων προϊόντων, όπως φάρμακα. Αυτά πρέπει να διατηρούνται εντός συγκεκριμένων θερμοκρασιακών ορίων, αλλιώς κινδυνεύετε να πρέπει να απορρίψετε το απόθεμα λόγω των κανονισμών ασφαλείας του FDA. Εάν το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας της εγκατάστασης παρερμηνεύσει την ανανεώσιμη αντιρροή ως συνθήκες σφάλματος, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ενοχλητικά σφάλματα, χρόνο διακοπής λειτουργίας και μη προγραμματισμένες διακοπές. Αυτό σημαίνει ότι όλα αυτά τα φάρμακα που σώζουν ζωές γίνονται γρήγορα χαμένα αποθέματα, προκαλώντας ανεπανόρθωτη ζημιά στην επιχείρηση και τους πελάτες της.

Κοιτάξτε μια εγκατάσταση παραγωγής. Ο εξοπλισμός που βασίζεται σε μετατροπέα από ένα σύστημα ανεμογεννήτριας μπορεί να εισάγει αρμονικές. Αυτά τα συστήματα διαταράσσουν τους κινητήρες, τους μεταφορείς και τη ρομποτική, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής των βασικών εξαρτημάτων. Το πρόβλημα είναι ότι ο κίνδυνος δεν τελειώνει εκεί.

• Συστήματα αποθήκευσης μπαταριών: Οι “τράπεζες” μπαταριών υψηλής χωρητικότητας (δωμάτια ή χώροι με πολλαπλές μπαταρίες) συγκεντρώνουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε μικρό χώρο. Αυτό αυξάνει την πιθανότητα σφαλμάτων και τον κίνδυνο θερμικής διαφυγής λόγω κακού εξαερισμού, αποστάσεων ή περιβαλλοντικών συνθηκών.
• Arc-Flash & γείωση: Οι συνεισφορές ρεύματος σφάλματος από ηλιακές ή συστοιχίες μπαταριών ενισχύουν την ενέργεια που προσπίπτει. Αυτό μετατοπίζει τους χρόνους εκκαθάρισης των μέτρων προστασίας, απαιτώντας ενημερώσεις στους ηλεκτρονόμους, τις ασφάλειες και τις στρατηγικές συντονισμού. Σε απάντηση, οι παλαιότερες μελέτες για το τόξο πρέπει να επικαιροποιηθούν, όπως και οι απαιτήσεις γείωσης λόγω της πρόσθετης εξισορρόπησης φορτίου.
• Ανθρώπινη ασφάλεια: Ο κίνδυνος έκθεσης του ανθρώπου είναι πραγματικός. Τα συνεργεία συντήρησης είναι πιθανό να αντιμετωπίσουν προβλήματα κατά το συγχρονισμό των αντιστροφέων ή το χειρισμό των κουτιών διακλάδωσης που συνδέονται με κυκλώματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η αντίστροφη τροφοδότηση μπορεί να παραμείνει υπό τάση, γι' αυτό και πρέπει να εφαρμόζονται διαδικασίες κλειδώματος/εξάρτησης για την αποφυγή ηλεκτροπληξίας, εγκαυμάτων ή κινδύνου πυρκαγιάς.
• Ρυθμιστικές και ασφαλιστικές διατάξεις: Θα χρειαστεί να αναλάβετε νέες ευθύνες συμμόρφωσης για συστήματα ισχύος πολλαπλών πηγών, συμπεριλαμβανομένης της τεκμηρίωσης, των δοκιμών και της επαλήθευσης. Οι ασφαλιστές ενδέχεται να απαιτούν αξιολογήσεις εγκληματολογικής μηχανικής και δοκιμές γείωσης πριν από τη μετάβαση σε αιολική, ηλιακή και υδροηλεκτρική ενέργεια.

Υπάρχουν τα πάντα, από την εργασία σε ύψος σε μια ανεμογεννήτρια μέχρι την έκθεση σε χημικές ουσίες σε μια αίθουσα μπαταριών. Η εισαγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας θέτει μεγαλύτερο βάρος στην ομάδα διαχείρισης κινδύνων. Προσφέρει πληθώρα πλεονεκτημάτων, αλλά μόνο εφόσον ακολουθήσετε τα απαραίτητα βήματα για τη μακροπρόθεσμη συντήρηση και τον περιορισμό των κινδύνων.

Πώς οι εγκαταστάσεις μπορούν να επαληθεύσουν την ορθή ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και να ελαχιστοποιήσουν τον κίνδυνο

Οι εμπορικοί και βιομηχανικοί χώροι πρέπει να αξιολογούν τον τρόπο με τον οποίο οποιοδήποτε νέο σύστημα ή στοιχείο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μπορεί να αλληλεπιδράσει με την τρέχουσα ηλεκτρική υποδομή. Πρέπει να μετρήσετε τη μετατόπιση φορτίου υπό νέες συνθήκες και να προσδιορίσετε αν η εγκατάσταση ταιριάζει με τη συμπεριφορά καταπόνησης του πραγματικού συστήματος.

Αρχικά, καταγράψτε τα πάντα. Προσθέστε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μόνο χρησιμοποιώντας προηγμένους ηλεκτρικούς χάρτες και σχέδια και φροντίστε να τα ενημερώνετε κατά τη διάρκεια αυτών των εγκαταστάσεων. Ένας ολοκληρωμένος χάρτης συστήματος με ακριβή διαγράμματα διασφαλίζει ότι οι ομάδες συντήρησης και οι τεχνικοί μπορούν να διατηρούν με ασφάλεια και συνέπεια την ομαλή λειτουργία των συστημάτων.

Στη συνέχεια, θα πρέπει να εξετάσετε προσεκτικά τις ρυθμίσεις του μετατροπέα και τις αναφορές θέσης σε λειτουργία. Οι αντιστροφείς είναι ζωτικής σημασίας για τη διαχείριση του συγχρονισμού, της αντι-εισροής, της προστασίας, των ρυθμών ράμπας και της παραγωγής αρμονικών. Χωρίς τον κατάλληλο προγραμματισμό με βάση το προφίλ φορτίου της εγκατάστασής σας, μπορείτε να περιμένετε ασταθή ισχύ ή συμβάντα αύξησης της τάσης σε κρίσιμες ζώνες.

Οι ειδικευμένοι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί πρέπει να επαναλάβουν τους υπολογισμούς του ρεύματος σφάλματος. Οι αιολικές, ηλιακές και υδροηλεκτρικές πηγές ενέργειας αυξάνουν τη διαθέσιμη ενέργεια σφάλματος. Αυτό θα έχει αντίκτυπο στην επιλογή των διακοπτών, στο συντονισμό των ασφαλειών και στα όρια του ηλεκτρικού τόξου.

Τέλος, θέλετε περιοδικές δοκιμές γείωσης και εκθέσεις εξισορρόπησης ηλεκτρικού φορτίου. Αυτό θα διασφαλίσει ότι όλο το ρεύμα σφάλματος παραμένει ασφαλές σε σχέση με την πηγή, χωρίς να αυξάνεται ο κίνδυνος για το προσωπικό σας. Λίγη προληπτική εργασία συμβάλλει σε μεγάλο βαθμό στη διατήρηση των ασφαλίστρων σε αποδεκτά επίπεδα, ενώ απολαμβάνετε τα οικονομικά και φημιστικά οφέλη της μετάβασης σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Ενισχύστε τη στρατηγική της εγκατάστασής σας για την ασφάλεια των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Ο λόγος για τον οποίο προτείνουμε την ομάδα μας έμπειρων, επαγγελματιών ηλεκτρολόγων και εγκληματολόγων μηχανικών είναι ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας απαιτούν στρατηγικές προσαρμοσμένες σε κάθε εγκατάσταση και λειτουργία. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει διάφορες τακτικές όπως:

• Αναδιαμόρφωση φορτίου για τη μείωση των υπερφορτωμένων περιουσιακών στοιχείων
• Επιλεκτικός συντονισμός που ενημερώνεται καθώς μετατοπίζονται τα ρεύματα σφάλματος
• Φίλτρα αρμονικών και βελτιωτές ισχύος για τη σταθεροποίηση της ισχύος που τροφοδοτείται από αντιστροφέα
• Διαχωρισμός των ανανεώσιμων κυκλωμάτων για την αποφυγή της ανάστροφης τροφοδοσίας
• Επανασχεδιασμός γείωσης για δίκτυα
• Μείωση του κινδύνου ηλεκτροπληξίας, σφάλματος και πυρκαγιάς
• Εξασφάλιση κατάλληλων διαδρομών εξαερισμού και ζωνών κινδύνου
• Να έχετε πάντα ένα σύστημα καταστολής ευθυγραμμισμένο με τους υπάρχοντες πόρους

Η αξιολόγηση αυτών των συστημάτων από μια ομάδα τρίτων δίνει στην ηγεσία, τους πελάτες και τους ασφαλιστές σας την ηρεμία ότι ο κίνδυνος έχει μετριαστεί. Με αυτόν τον τρόπο, μπορείτε να γιορτάσετε τη μείωση της χρήσης ορυκτών καυσίμων ή τη μείωση των δαπανών που μπορούν να μετακυλιστούν στους καταναλωτές με τρόπους που μόνο τη φήμη σας ενισχύουν.

Στην Dreiym Engineering, θέλουμε να σας βοηθήσουμε να αποκτήσετε αυτή την αναγνώριση. Οι ομάδες μας έχουν πάνω από 30 χρόνια εμπειρίας και συχνά καλούνται ως πραγματογνώμονες μετά από πυρκαγιά ή έκρηξη. Ξέρουμε ακριβώς τι πρέπει να αναζητήσουμε, χρησιμοποιώντας αποδεδειγμένες επιστημονικές μεθόδους και τις κατάλληλες διαδικασίες του κλάδου, από την υπέρυθρη σάρωση με μη επανδρωμένο αεροσκάφος έως την ιατροδικαστική μηχανική. Μπορούμε να σας βοηθήσουμε να διασφαλίσετε ότι θα αξιοποιήσετε στο έπακρο τη νέα σας πηγή ενέργειας, μειώνοντας παράλληλα τον κίνδυνο κινδύνου.

Καλέστε μας σήμερα στην Dreiym Engineering για να κανονίσετε μια διαβούλευση και να συζητήσουμε για το πού θέλετε να πάνε οι ενεργειακές σας ανάγκες στη συνέχεια.