Zephyrnet-logo

Onderzoekers brengen meer betrouwbare elektriciteit naar Puerto Ricaanse microgrids

Datum:

Toen orkaan Maria in 2017 Puerto Rico teisterde, brak de wind door bomen en vernietigde huizen, terwijl hevige regenval straten veranderde in rivieren. Maar nadat de storm voorbij was, bleef de menselijke tol groeien terwijl bewoners maandenlang zonder elektriciteit worstelden. Vijf jaar later blijven stroomstoringen lang en frequent.

beeldZonnepanelen geïnstalleerd op commerciële gebouwen creëren onafhankelijke microgrids in Adjuntas, Puerto Rico. Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory ontwikkelen een nieuwe technologie om te beheren hoe de microgrids samenwerken. Credit: Fabio AndradeZonnepanelen geïnstalleerd op commerciële gebouwen creëren onafhankelijke microgrids in Adjuntas, Puerto Rico. Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory ontwikkelen een nieuwe technologie om te beheren hoe de microgrids samenwerken. Krediet: Fabio Andrade, Via Oak Ridge Laboratories
” data-medium-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874-400×302.jpg” data-large-file=”https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874-800×603.jpg” loading=”lazy” class=”size-full wp-image-276870″ src=”https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874.jpg” alt width=”1300″ height=”980″ srcset=”https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874.jpg 1300w, https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874-400×302.jpg 400w, https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874-800×603.jpg 800w, https://cleantechnica.com/files/2022/09/Picture1-e1663446801874-768×579.jpg 768w” sizes=”(max-width: 1300px) 100vw, 1300px”>

Zonnepanelen geïnstalleerd op commerciële gebouwen creëren onafhankelijke microgrids in Adjuntas, Puerto Rico. Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory ontwikkelen een nieuwe technologie om te beheren hoe de microgrids samenwerken. Krediet: Fabio Andrade, via Oak Ridge Laboratories

Lea y vea una versie en español de esta Geschiedenis y video-.

Om meer betaalbare, betrouwbare en duurzame elektriciteit te leveren aan achtergestelde gemeenschappen zoals deze, werken wetenschappers van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy samen met lokale organisaties, non-profitorganisaties en universiteiten om veerkracht op te bouwen in onafhankelijke microgrids die worden aangedreven door hernieuwbare energie. ORNL ontwikkelt een technologie die groepen van kleine microgrids als een cluster, waardoor hun betrouwbaarheid wordt verbeterd, zelfs als ze beschadigd zijn.

Microgrids zijn kleine netwerken die over het algemeen hun eigen energievoorziening hebben van nabijgelegen hernieuwbare bronnen zoals wind en zon. Als batterijopslag wordt toegevoegd, kunnen microgrids worden geïsoleerd en onafhankelijk functioneren in "eilandmodus" wanneer het bredere nutsnetwerk uitvalt.

[Ingesloten inhoud]

Spaanse versie


ORNL-ingenieurs Ben Ollis en Max Ferrari leiden een team om een ​​microgrid-orkestrator te ontwikkelen voor implementatie in de Puerto Ricaanse stad Adjuntas. Er wordt daar al een community-microgrid-project geïnstalleerd, via een partnerschap tussen de lokale non-profit Casa Pueblo en de Honnold Foundation.

Honnold, dat zonne-energieprojecten financiert om de wereldwijde energiearmoede te verminderen, investeert 1.7 miljoen dollar om twee microgrids met zonne- en batterijopslag te creëren, zei Cynthia Arellano, projectcoördinator van Honnold. De zonnepanelen zijn vorig jaar geplaatst en worden dit jaar aangesloten op de overige infrastructuur.

Dat is waar ORNL tussenkomt: Een nieuwe orkestratietool creëren om een ​​cluster van microgrids te beheren, zodat ze elkaar rechtstreeks ondersteunen en met elkaar communiceren, waardoor ze veerkrachtiger worden tijdens langdurige stroomuitval. Als een microgrid bijvoorbeeld een deel van zijn zonne-opwekking verliest, kan de aangrenzende microgrid stroom naar zijn buurman exporteren, waardoor de impact van de schade wordt geminimaliseerd.

"Ik ken nergens een microgrid-controller die kan communiceren en coördineren met een andere controller," zei Ollis. "We ontwerpen een architectuur voor multi-microgrid-besturingen, zodat een willekeurig aantal microgrids onafhankelijk kan werken, maar informatie kan delen met een orkestrator die voorspelt wanneer schakelen, routeren en verbinden moet gebeuren."

Ferrari zei dat de eerste simulaties aangeven dat de microgrids elkaar minstens een week kunnen laten draaien. Maar onder ideale omstandigheden zouden ze mogelijk voor onbepaalde tijd kunnen blijven werken.

Dat is niet alleen een kwestie van gemak. "Veel mensen stierven na de orkaan, en veel van de doden waren gerelateerd aan stroomstoringen", zegt Arturo Massol-Deyá, uitvoerend directeur van Casa Pueblo, dat eerlijke en duurzame ontwikkeling rond Adjuntas bevordert. Deze langdurige gemeenschapsorganisatie installeerde in 1999 een zonnepaneel in haar gebouw. ​​Na de orkaan Maria kon Casa Pueblo de opgewekte elektriciteit delen met bewoners die afhankelijk waren van medische thuisapparatuur zoals beademingsapparatuur.

"We merkten hoeveel mensen ziek werden die pre-diabetisch waren, of hoge bloeddruk hadden, of werden blootgesteld aan ongezonde leefomstandigheden en voedsel - te voorkomen omstandigheden", zei Massol-Deyá. "De onderbreking van de energiezekerheid gaat over kwaliteit van leven, en er waren langetermijngevolgen in de gemeenschap." De steun aan de basis voor zonne-energie bouwde daardoor gestaag op.

Voordelen voor de hele gemeenschap

De microgrids van Adjuntas omvatten zonne-installaties op de daken van 13 bedrijven, waarvan de eigenaren ermee instemmen om cruciale diensten zoals medicijnen, koeling en het opladen van mobiele telefoons aan bewoners te leveren tijdens grote stroomstoringen. In ruil daarvoor besparen de bedrijven geld op elektriciteit en vermijden ze het gebruik van dure dieselgeneratoren tijdens natuurrampen, zei Ferrari.

"ORNL die dit soort controllersysteem inzet, wordt een echt krachtig hulpmiddel voor de gemeenschap", zei Arellano. Het is ongebruikelijk dat zoveel bedrijven en eigenaren verbonden zijn door een microgrid, voegde ze eraan toe, en de infrastructuur zal het toevoegen van nog meer ondersteunen.

Tijdens een recente reis naar Adjuntas ontmoetten ORNL-onderzoekers lokale ondernemers om hun elektriciteitsgebruikpatronen beter te begrijpen. Toen Ferrari bijvoorbeeld de bakkerij bezocht, leerde hij hoe laat koelkasten moeten draaien om het deeg goed te laten rijzen. Hij en Ollis probeerden de meest kritische elektriciteitsbelastingen te identificeren, zodat ze een systeem kunnen ontwerpen dat schaarse stroom concentreert waar het het meest nodig is.

"Hopelijk helpt het niet alleen om de microgrids te beheren, maar ook om de kritieke componenten zoals de energieopslageenheid te beschermen", zegt Massol-Deyá, die ook professor is aan de Universiteit van Puerto Rico Mayaguez, of UPRM.

Het inkomen dat wordt geproduceerd door de microgrids die eigendom zijn van de gemeenschap, zal hun onderhoud en uitbreiding financieren, evenals de installatie van onafhankelijke zonnesystemen voor de meest achtergestelde inwoners van Adjuntas, zei hij.

Een gevoel van urgentie

Fabio Andrade is een UPRM-ingenieursprofessor en gastwetenschapper bij ORNL die meewerkt aan het Adjuntas-project. Zijn studenten modelleren strategieën, tools en algoritmen voor het delen van zonne-energie onder gebruikers van microgrids. UPRM-collega Gerson Beauchamp begeleidt studenten bij het analyseren van de zonne-apparatuur en het voorspellen hoeveel energie het zal produceren. Tegen de huidige elektriciteitsprijzen kunnen de bedrijven samen verwachten tot 78,000 dollar per jaar te besparen door zonne-energie te kopen van de microgrids, zei Beauchamp.

Ferrari neemt informatie van UPRM-collega's op in zijn simulaties, die live worden getest met echte microgrid-hardware in DOE's Grid Research Integration and Deployment Center, of GRID-C, bij ORNL. De volgende stap is het uitvoeren van de configuratie in het gloednieuwe netwerktestbed voor microgrids van de faciliteit. Over een jaar wordt de orkestrator ingezet in Adjuntas.

Hoewel de van ORNL afgeleide technologie een letterlijke redder in nood kan zijn in Puerto Rico, biedt het ook een breder potentieel om microgrids in staat te stellen een sleutelrol te spelen in het wereldwijde netwerk van de toekomst. Intelligente microgrids die hernieuwbare energie bevatten, zijn klaar om de flexibiliteit en veerkracht van het netwerk te vergroten en tegelijkertijd vitale inspanningen voor decarbonisatie te ondersteunen.

"De orkestrator omvat een raamwerk van algoritmen dat kan worden uitgebreid en ingezet op vele microgrids op elke locatie", aldus Ollis. "Ze zouden betrouwbaardere elektriciteit kunnen leveren aan veel plattelandsgemeenschappen aan de rand van het net. Ik wil een toekomst zien waarin we honderden microgrids hebben die samenwerken om kritieke infrastructuur op lokaal, regionaal en nationaal niveau te beschermen.”

ORNL's werk aan het Adjuntas-project wordt gefinancierd door DOE's Solar Energy Technologies Office. Een groot deel van het ontwerp, de configuratie en het testen van microgrids vindt plaats in het microgrid-testbed genaamd COMMANDER (Coördinatie van Multi-Microgrids en Networked Distributed Energy Resources), dat deel uitmaakt van de GRID-C-faciliteit die wordt gefinancierd door DOE's Office of Electricity.

Andere leden van het ORNL-team die aan het Adjuntas-microgrids-project werken, zijn Guodong Liu, Aditya Sundararajan, Mohammed M. Olama en Yang Chen. Andere academische partners zijn de University of Central Florida en de University of Tennessee.

UT-Battelle beheert het Oak Ridge National Laboratory voor het Office of Science van het Amerikaanse ministerie van Energie. Het Office of Science, de grootste voorstander van fundamenteel onderzoek in de natuurwetenschappen in de Verenigde Staten, werkt aan het aanpakken van enkele van de meest urgente uitdagingen van onze tijd. Ga voor meer informatie naar https://energy.gov/science.

Krediet van de traditie: Max Ferrari, ORNL.

Oorspronkelijk gepubliceerd door Oak Ridge National Laboratory.

 

Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica en de berichtgeving over cleantech? Overweeg om een ​​te worden CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.

 


Wil je geen cleantech verhaal missen? Meld je aan voor dagelijkse nieuwsupdates van CleanTechnica op e-mail. Of volg ons op Google Nieuws!

 


Heeft u een tip voor CleanTechnica, wilt u adverteren of een gast voorstellen voor onze CleanTech Talk-podcast? Neem hier contact met ons op.


advertentie

 


spot_img

Laatste intelligentie

spot_img