Як відновлювана енергетика впливає на електричне навантаження та безпеку інфраструктури

Відновлювані джерела енергії, такі як вітер, сонячна енергія та гідроенергія, які включають в себе акумуляторні батареї, зараз складають приблизно 30% Сполучених Штатів Америки’ електромережі. Чим більше підприємств використовують ці ресурси та інтегрують їх в існуючі системи, тим більше зростає їхня кількість. Споживчий попит відповідає цьому зрушенню, мотивуючи галузі від ІТ до охорони здоров'я та морського буріння переходити на такі відновлювані ресурси.

Використання нових енергоресурсів має велике значення. Це допомагає зменшити навантаження на існуючу інфраструктуру. Це забезпечує людям доступ до енергії незалежно від того, в якій частині країни вони перебувають. Однак безпека має бути пріоритетом. Використання сонячної батареї на комерційній молочній фермі або вітрової турбіни на віддаленому автопарку безпосередньо впливає на поведінку електричних навантажень. Двонаправлені шляхи живлення, перешкоди від струмів короткого замикання та різні вимоги до потужності підвищують ризик для обладнання, інвентарю, будівель та людських життів.

Чому інтеграція ВДЕ створює нові електричні реалії

Кілька фінансові з державною підтримкою Стимули для відновлюваної енергетики включають позики, податкові пільги та гранти. Хоча вони можуть змінюватися за різних урядів, довгострокова тенденція до впровадження таких технологій є позитивною.

Проблема в тому, як змінюється електричне середовище після інтеграції. Енергія більше не тече з мережі до навантажень. Натомість енергія генерується на місці, забирається з мережі та подається до енергосистеми. Цей перехід часто є більш складним, ніж можуть впоратися застарілі системи.

Перша зміна - це двонаправлений потік енергії. Сонячна та вітрова енергія штовхає енергію назад через розподільче обладнання. Ця зворотна сила змушує провідники та трансформатори пропускати більший струм у напрямках, які спочатку не були передбачені проектом установки.

Наступна зміна - це переривчастість. Довгий відрізок похмурих днів може вплинути на ефективність сонячної енергії. Те ж саме, якщо потужність вітру коливається від сезону до сезону. Ці швидкі коливання змушують мережеві з'єднання, генератори та акумуляторні батареї компенсувати їх. Кожна компенсація - це мікросплеск, що створює додаткове навантаження на розподільчі пристрої та розподільчі панелі.

Коливання напруги також зростають. Більшість систем відновлюваної енергетики мають вбудовані регулятори, які забезпечують стабільну роботу інверторів, але вони не можуть повністю згладити раптові зміни виробництва. Це природно призводить до стрибків напруги, дисбалансу нейтралі та гармонійних спотворень. Додайте акумуляторні батареї, і ви отримаєте ще один рівень циклів заряду і розряду від різких перепадів у поведінці навантаження.

Справа в тому, що якщо ви збираєтеся “модернізувати” або інтегрувати поновлюваний ресурс для виробництва енергії на своєму комерційному або промисловому об'єкті, ви повинні проконсультуватися з інженерами-електриками як ми в Dreiym щоб уникнути ризику в майбутньому.

Ризики для інфраструктури об'єкта при зміні структури навантаження

Навіть незважаючи на ці ризики, все більше об'єктів переходять на часткову або повну інтеграцію відновлюваної енергетики. Тепер проблема полягає в тому, як забезпечити безпечну роботу до, під час і після такого переходу. Відновлювані системи часто погіршують якість електроенергії таким чином, що більшість керівників об'єктів не можуть цього передбачити.

Подивіться на приміщення для зберігання охолоджених товарів, таких як ліки. Вони повинні зберігатися в певних температурних діапазонах, інакше існує ризик, що їх доведеться утилізувати згідно з правилами безпеки FDA. Якщо енергосистема об'єкта неправильно інтерпретує відновлюване зворотне живлення як несправність, це може призвести до неприємних спрацьовувань, простоїв і незапланованих відключень. Це означає, що всі життєво важливі ліки швидко стають втраченими запасами, завдаючи непоправної шкоди бізнесу та його клієнтам.

Подивіться на виробничий об'єкт. Інверторне обладнання від вітрогенератора може вносити гармоніки. Ці системи виводять з ладу двигуни, конвеєри та робототехніку, скорочуючи термін служби важливих компонентів. Проблема в тому, що ризик на цьому не закінчується.

• Акумуляторні системи зберігання енергії: “Банки” акумуляторів великої ємності (приміщення або простори з декількома батареями) концентрують велику кількість енергії в невеликому просторі. Це збільшує ймовірність несправностей і ризик тепловіддачі через погану вентиляцію, відстань між батареями або умови навколишнього середовища.
• Дуговий спалах і заземлення: Струми короткого замикання від сонячних батарей або акумуляторних батарей посилюють енергію падіння. Це зміщує час спрацьовування захисних заходів, вимагаючи оновлення реле, запобіжників і стратегій координації. У відповідь, старі дослідження дугових спалахів повинні бути оновлені, так само як і вимоги до заземлення через додаткове балансування навантаження.
• Безпека людей: Ризик опромінення людини є реальним. Бригади технічного обслуговування можуть зіткнутися з проблемами під час синхронізації інверторів або роботи з розподільними коробками, підключеними до ланцюгів відновлюваних джерел енергії. Зворотний зв'язок може залишатися під напругою, тому для запобігання ураження електричним струмом, опіків або ризику пожежі повинні бути передбачені процедури блокування/вимикання.
• Регуляторні та страхові питання: Вам потрібно буде взяти на себе нові обов'язки щодо дотримання нормативних вимог для енергосистем з декількома джерелами енергії, включаючи документацію, тестування та верифікацію. Страховики можуть вимагати проведення судово-технічної експертизи та випробувань заземлення, перш ніж переходити на вітрову, сонячну та гідроенергетику.

Тут є все - від роботи на висоті на вітровій турбіні до хімічного впливу в акумуляторному приміщенні. Впровадження відновлюваних джерел енергії покладає більше навантаження на команду з управління ризиками. Воно пропонує безліч переваг, але тільки до тих пір, поки ви виконуєте необхідні кроки для довгострокового обслуговування і зниження ризиків.

Як підприємства можуть перевірити належну інтеграцію відновлюваної енергетики та мінімізувати ризики

Комерційні та промислові об'єкти потребують оцінки того, як будь-яка нова відновлювана система або актив може взаємодіяти з існуючою електричною інфраструктурою. Необхідно виміряти зміну навантаження в нових умовах і визначити, чи відповідає установка фактичній поведінці системи під навантаженням.

Для початку задокументуйте все. Додавайте відновлювані джерела енергії, використовуючи сучасні електричні карти та креслення, і обов'язково оновлюйте їх під час встановлення. Комплексна карта системи з точними схемами гарантує, що команди технічного обслуговування та технічні спеціалісти можуть безпечно та стабільно підтримувати безперебійну роботу системи.

Далі вам потрібно уважно вивчити налаштування інвертора та звіти про введення в експлуатацію. Інвертори мають вирішальне значення для керування синхронізацією, захистом від острівного замикання, захистом, темпом і гармонічним виходом. Без належного програмування на основі профілю навантаження вашого об'єкта ви можете очікувати нестабільної потужності або стрибків напруги в критичних зонах.

Кваліфіковані інженери-електрики повинні повторно провести розрахунки струму пошкодження. Вітрові, сонячні та гідроелектростанції збільшують доступну енергію короткого замикання. Це впливає на вибір вимикача, координацію запобіжників та межі дугового спалаху.

Нарешті, вам потрібні періодичні звіти про випробування заземлення та балансування електричного навантаження. Це гарантуватиме, що струм несправності залишається безпечним відносно джерела, не підвищуючи ризик для вашого персоналу. Невелика профілактична робота значно зменшує страхові внески на прийнятному рівні, поки ви насолоджуєтеся фінансовими та репутаційними перевагами переходу на відновлювані джерела енергії.

Посилити стратегію безпеки вашого об'єкта у сфері відновлюваної енергетики

Причина, по якій ми рекомендуємо нашу команду досвідчених, професійних інженерів-електриків та судових експертів, полягає в тому, що відновлювана енергетика вимагає стратегій, адаптованих до кожного об'єкта та операції. Це може включати кілька тактик, таких як:

• Ремоделювання навантаження для зменшення перевантажених активів
• Вибіркова координація, яка оновлюється при зміні струмів пошкодження
• Фільтри гармонік і стабілізатори напруги для стабілізації живлення від інверторів
• Відокремлення контурів відновлюваної енергетики для запобігання зворотному живленню
• Перепланування заземлення для мереж
• Зменшення ризику ураження електричним струмом, несправностей і пожеж
• Забезпечення належних шляхів вентиляції та зонування небезпечних зон
• Завжди мати систему придушення, узгоджену з наявними ресурсами

Залучення сторонньої команди для оцінки цих систем дає вашому керівництву, клієнтам і страховикам впевненість у тому, що ризик зменшено. Таким чином, ви можете святкувати скорочення використання викопного палива або зниження витрат, які можуть бути перекладені на споживачів, що тільки зміцнить вашу репутацію.

У Dreiym Engineering ми хочемо допомогти вам отримати це визнання. Наші команди мають більш ніж 30-річний досвід роботи, і нас часто запрошують в якості експертів-свідків після пожежі або вибуху. Ми точно знаємо, що шукати, використовуючи перевірені наукові методи та належні галузеві процедури, від інфрачервоного сканування дронів до судово-технічної експертизи. Ми допоможемо вам забезпечити максимальну віддачу від вашого нового джерела енергії, одночасно зменшивши ризик небезпеки.

Зателефонуйте нам сьогодні в Dreiym Engineering, щоб домовитися про консультацію, і давайте поговоримо про те, куди ви хочете, щоб ваші енергетичні потреби рухалися далі.