如果您認為在停電期間可以使用屋頂上的太陽能電池板為家庭供電，請再想一想。在停電期間，當(dāng)您的房屋仍然連接到電網(wǎng)時，出于安全原因，管理太陽能電池板的設(shè)備會斷電。換句話說，這種與電網(wǎng)的永久連接使房主無法利用他們自己的可再生能源產(chǎn)生的電力。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的一個工程師團隊希望改變這種狀況。他們開發(fā)了一些算法，通過戰(zhàn)略性地將這些設(shè)備(稱為太陽能逆變器)從電網(wǎng)中斷開，家庭可以在停電期間使用和共享來自可再生能源的電力。該算法與現(xiàn)有技術(shù)配合使用，可將系統(tǒng)可靠性提高25%至35%。研究人員在他們在華盛頓州西雅圖召開的美國控制會議上發(fā)表的一篇論文中詳述了算法及其應(yīng)用。

“我們受到啟發(fā)，在颶風(fēng)桑迪影響了東海岸的800萬人并且在沒有電力的情況下長達兩周之后，在停電期間開始研究使用可再生能源的方法，”Abdulelah H. Habib博士說。加州大學(xué)圣地亞哥分校的機械工程專業(yè)和該論文的第一作者。

短短幾個小時沒電就會對產(chǎn)品和收入造成巨大損失。每年有700萬客戶遇到停電。持續(xù)時間超過5到10分鐘的客戶每年花費超過800億美元。

算法如何工作

這里的創(chuàng)新是算法能夠在停電期間優(yōu)先考慮來自可再生資源的電力分配。這些方程式考慮了太陽能和風(fēng)力發(fā)電的預(yù)測以及可用的能量存儲量，包括電動汽車，電池等。該算法將該信息與居民預(yù)計使用的能量以及一組住宅可產(chǎn)生的能量相結(jié)合。

該算法還可以被編程為包括基于不同參數(shù)的優(yōu)先級函數(shù)。例如，愿意支付更多費用的客戶可以在停電期間優(yōu)先獲得電力?；蛘?，在正常運行期間產(chǎn)生的能量超過其產(chǎn)生的能量的客戶在停電期間不會失去動力。更重要的是，該算法可以優(yōu)先考慮急需電源的客戶，因為他們使用生命支持設(shè)備。

硬件和存儲

研究人員調(diào)查了哪種能量存儲配置最適合他們的算法。雖然每個家庭都有能量存儲系統(tǒng)可以實現(xiàn)最佳性能，但大多數(shù)客戶更愿意共享社區(qū)規(guī)模的存儲系統(tǒng)，從而大幅降低成本。

加州大學(xué)圣地亞哥分校機械工程教授，該論文的高級作者之一雷蒙德·德卡拉豐說：“連接在一起的房屋在停電期間更具彈性。” “他們對價格波動也更有彈性。他們可以更好地分享資源，并使每個房子受益。”

這些算法適用于現(xiàn)有技術(shù)，但它們要求每個家庭都配備可以遠程控制的斷路器 - 而這些設(shè)備尚未普及。公用事業(yè)公司還必須安裝先進的通信方法，使住宅群中的電力系統(tǒng)能夠相互通信。

此外，所有帶太陽能電池板的家庭都配備了逆變器，可將面板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為可在電網(wǎng)上循環(huán)的交流電。這些是所謂的“網(wǎng)格跟蹤”設(shè)備，因為它們只能連接到網(wǎng)格。為了將一組房屋聚集在一起，每個房屋都需要配備一個“網(wǎng)格形成”逆變器，可以連接到其他住宅的類似設(shè)備。

下一步

接下來的步驟包括在實驗室中顯示系統(tǒng)是可靠的，在循環(huán)中顯示軟件和硬件。最后，法規(guī)必須在全國范圍內(nèi)改變。在大多數(shù)州，不允許個別房主向其他住宅業(yè)主出售電力。在新法規(guī)出臺之前，研究人員指出，該技術(shù)還將使配備可再生能源的企業(yè)受益，這些企業(yè)需要恒定的電力并且沒有備用發(fā)電機。