Микросети и виртуальные электростанции: трансформация управления энергией

Поскольку традиционные электросети сталкиваются с растущим давлением из-за растущего спроса на электроэнергию и проблем с надёжностью, многие компании и сообщества ищут более гибкие альтернативы. Среди ведущих решений — микросети и виртуальные электростанции (ВЭС), которые обеспечивают локальное управление электроэнергией, повышают эффективность, снижают затраты и способствуют достижению целей устойчивого развития.

Благодаря развитию технологий и снижению стоимости возобновляемой энергии эти децентрализованные системы становятся всё более доступными в различных отраслях. В то время как некоторые компании обращаются к микросетям для локальной генерации и управления энергией, другие участвуют в VPP — интеллектуальных сетях, оптимизирующих распределённые энергетические ресурсы. Благодаря искусственному интеллекту (ИИ) и современным аккумуляторным системам хранения, эти подходы играют важную роль в изменении стратегий энергопотребления.

Розничные торговцы превращают недвижимость в энергетические активы

Крупные розничные сети всё чаще используют инфраструктуру своих зданий для генерации возобновляемой энергии. Такие компании, как Walmart и Home Depot, используют обширные крыши для установки солнечных панелей, фактически превращая магазины в площадки для генерации электроэнергии. Такой подход снижает расходы на электроэнергию, повышает энергоустойчивость и уменьшает зависимость от централизованной электросети.

Например, Walmart поставила цель к 2030 году выработать 10 гигаватт чистой энергии, используя более 780 миллионов квадратных футов (72,5 млн кв. м) доступного пространства на крышах. Некоторые из её магазинов генерируют излишки электроэнергии, которые затем поставляются в близлежащие населённые пункты. Home Depot аналогичным образом расширяет свои мощности солнечной энергетики, недавно установив солнечные панели общей мощностью 13 мегаватт на крышах 25 магазинов в Калифорнии.

Эти инициативы не только снижают нагрузку на сеть, но и иллюстрируют, как коммерческая недвижимость может способствовать устойчивому производству энергии и экономии средств.

Удовлетворение энергетических потребностей центров обработки данных

По мере расширения деятельности центров обработки данных их потребности в энергии стремительно растут. Международное энергетическое агентство (МЭА) прогнозирует, что к 2026 году потребление электроэнергии центрами обработки данных может удвоиться по сравнению с 2022 годом, достигнув почти 1000 тераватт-часов, что сопоставимо с общим потреблением электроэнергии в Японии. В некоторых регионах на центры обработки данных уже приходится более 20% спроса на электроэнергию, особенно в Ирландии и нескольких штатах США.

Чтобы справиться с этим ростом, многие центры обработки данных внедряют микросети для производства и управления собственной электроэнергией, повышая эксплуатационную эффективность и снижая зависимость от национальной сети. Эти системы часто включают в себя возобновляемые источники энергии и накопители энергии, что обеспечивает как снижение затрат, так и резервное питание во время отключений. Эта тенденция также способствует отказу от дизельных генераторов, которые менее эффективны и небезопасны для окружающей среды.

Помимо локальной генерации, центры обработки данных также используют возможности виртуальных электросетей (VPP). Эти виртуальные сети позволяют участникам совместно использовать энергетические ресурсы, повышать надежность сети и оптимизировать энергопотребление на нескольких объектах. С помощью программного обеспечения для управления на базе искусственного интеллекта можно контролировать и корректировать энергетические нагрузки в режиме реального времени, поддерживая как эксплуатационную эффективность, так и устойчивое развитие.

Технологические инновации, повышающие эффективность

Постоянные инновации повышают производительность и экономическую эффективность децентрализованных энергетических систем. ИИ и интеллектуальные платформы управления энергией позволяют отслеживать и оптимизировать потребление энергии в режиме реального времени, сокращая потери и улучшая интеграцию с существующей энергетической инфраструктурой.

Одним из ключевых достижений стало появление передовых распределённых систем управления энергетическими ресурсами (DERMS), которые координируют производство, хранение и потребление энергии. Эти системы обеспечивают эффективное использование энергии, а также возможность её хранения или возврата в сеть в периоды пикового спроса.

Накопление энергии в аккумуляторах играет ключевую роль в жизнеспособности как микросетей, так и ВЭП. Усовершенствования технологии литий-ионных аккумуляторов, а также внедрение новых материалов, таких как литий-серные и натрий-ионные, увеличивают ёмкость и устойчивость накопителей, одновременно снижая затраты.

В отличие от микросетей, которые обычно привязаны к конкретному объекту, ВЭ связывают несколько энергетических объектов, расположенных в разных местах. Это позволяет хранить, распределять или продавать энергию обратно в сеть в зависимости от спроса. В связи со старением сетевой инфраструктуры и ростом нагрузки ожидается, что ВЭ получат более широкое распространение в ближайшем будущем.

Преодоление препятствий на пути к усыновлению

Хотя преимущества микросетей и VPP очевидны, остаётся ряд проблем. Высокая стоимость установки, особенно систем накопления энергии, может стать препятствием для некоторых предприятий, хотя цены продолжают снижаться. Ограниченность пространства в городской среде и специфические для конкретного местоположения ограничения, такие как изменчивость погодных условий, также должны учитываться при планировании проекта.

Кроме того, несогласованность нормативных требований и сложные правила подключения могут замедлить внедрение. Однако политические рамки начинают меняться в пользу распределённых энергетических систем, что со временем делает их внедрение более осуществимым.

Несмотря на эти препятствия, всё больше компаний осознают долгосрочные преимущества локального управления энергопотреблением. В результате интерес к микросетям и VPP продолжает расти, поскольку эти технологии готовы сыграть ключевую роль в будущем устойчивой и отказоустойчивой энергетической инфраструктуры.