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学分:加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院(CC BY 2.0)

能量

2020年12月22日

如果微电网能够降低成本,那么它在全球能源转型中也能发挥作用

贡献者:薛丹娜

当我第一次听说微电网有潜力解决全球能源获取方面的挑战时,我持怀疑态度。微电网是可以独立于网格运行的本地化网格。它们的能力范围很广,从家庭到社区提供电力。这样一个系统在极端气候条件下如何在技术上实现,如何满足社区的真正需求,同时满足可承受性要求?然后我开始研究它们。对于我在斯坦福大学的高级项目,我的团队负责研究合适的能源解决方案来协助停电。杭莱村在中国湖南。在花了半年时间发展赞助、采访居民、与可再生能源领域的专家一起构建技术之后,我意识到,通过仔细的研究和测试,微电网确实发挥了潜力,可以解决某些社区面临的能源挑战,同时满足可承受性、可靠性和,以及性能要求。

在访问杭莱村时,我有机会直接与社区成员合作,开发一种满足他们能源需求的产品。利用国家可再生能源实验室提供的全球太阳能和风能数据(NREL)相对准确的效率和可行性计算是可能的,即使是在偏远的全球地区。如今,该产品正由NaturEdGrid进一步开发,NaturEdGrid是一家可再生能源初创公司,旨在为中国的可再生能源教育和解决方案提供帮助。

微电网可以在许多不同的配置下运行。这个上图为示意图显示一种可能的布局。信贷:美国能源部

预计到2040年,全球能源需求将增长28%;然而,目前有13亿人据美国能源信息署(usenergyinformationadministration)称,世界上没有可靠的电力供应(环评).通过京都议定书、巴黎协议和2019年气候行动峰会,世界各国在加强全球应对气候变化方面取得了进展。尽管取得了这些成就,但现实是许多地方仍面临能源挑战。在极端天气停电的地区,维护和修理是困难的。此外,高昂的电力成本使许多人失去了电力,即使电力是可以使用的。解决这个问题的一个越来越流行的方法是微电网。

微电网示例

微电网可以定制以满足社区的多样化需求. 在美国,一个例子是布鲁克林微电网,运行者LO3能源在纽约布鲁克林,美国第一个使用区块链技术的项目,区块链技术是一种支付处理和数据共享系统,也允许监控供应链,以激励能源交易。此外,微电网还对位于加州洪堡县的蓝湖牧场产生了影响,这是一个有着百年历史的美洲原住民保留地,也是蓝湖牧场部落的家园。在该保留地安装的微电网有助于在野火季节PG&E计划停电期间提供电力,也有助于政府大楼、红十字会就地避难所设施和其他当地合作伙伴。

前进的道路

为了评估微电网是否适合客户的解决方案,成本是最大的因素之一。根据微电网知识在得出结论之前,必须对系统安装和维护成本以及停电造成的损害成本进行综合评估。研究机构,如麻省理工学院塔塔中心研究发现,大规模存储系统的高成本使得许多社区在没有赞助或补贴的情况下无法负担微电网的安装。然而,随着可再生能源的不断发展和安装成本的降低,微电网可能需要更少的补贴。

许多开发人员现在都专注于创建模块化微电网随着能源需求的增加,这一比例可能会上升。虽然传统电网的特点是一次性安装,升级成本可能很高,模块化系统包括可以简单连接的“即插即用”单元,很像乐高积木,以可持续地满足不断增长的需求。此外,来自德国哈索普拉特纳研究所表明微电网可以减少电网“拥堵”并解决面临天气和连通性限制的地区的能源供应缺口。

随着人们对能源权益的兴趣不断增长,参与其中的资源和机会也在不断增加。研究提高储能系统容量和提高传输效率的机制对于降低微电网的价格具有重要意义。对于那些寻求实践机会的人来说电网备选方案为国际社区和社区开发定制的微电网解决方案欢迎志愿者他们的训练计划。此外,向提供部分或全部补贴的微电网的组织捐款,以及教育自己和他人了解能源获取缺口,都是非常有价值的参与方式。

目前,并不是每个人都明白还有很多工作要做——通过研究、资金、意识和宣传。尽管世界各地的社区并没有同样的资源来应对与能源有关的挑战,但微电网可以帮助解决这一差距。随着全球对能源公平的兴趣日益浓厚,变革的潜力巨大;让我们把精力放在高效和可持续的解决方案上。


关于作者

薛丹娜是一个E4C研究员来自洛杉矶、加利福尼亚(美国),在斯坦福大学从事机械工程的跨学科荣誉学士学位。丹娜拥有丰富的领导和工程经验,曾在亚马逊担任技术项目经理,在美国宇航局担任工程师。她通过斯坦福SURI项目进行机械研究,并担任斯坦福空间计划的联合主席。丹娜希望利用自己的工程和管理技能,继续并增强组织和系统的可持续性。

标签:平价太阳能,微电网,迷你网格

薛丹娜

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