Почему «отключение» солнечной энергии представляет собой угрозу для возобновляемых источников энергии

9 мая прошлого года должно было стать типичным днем ​​для солнечной энергетики в западном Техасе. Но около 11:21 что-то пошло не так.

По данным Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT), большие объемы солнечной энергии неожиданно отключились, по-видимому, из-за неисправности в сети, связанной с заводом по производству природного газа в Одессе. Потеря солнечной энергии составила более 13 процентов от общей солнечной мощности на тот момент в энергосистеме ERCOT, которая охватывает большую часть штата.

Несмотря на то, что все солнечные батареи снова включились в работу в течение шести минут, инцидент выявил постоянную проблему для энергетического сектора, которую, как предупреждают эксперты, необходимо решить, поскольку экологически чистые энергетические ресурсы продолжают вытеснять ископаемое топливо.

«Как и в Техасе, мы довольно быстро наблюдаем огромный бум в области солнечных технологий», — сказал Райан Квинт, директор по инжинирингу и интеграции безопасности Североамериканской корпорации по надежности электроснабжения (NERC). «И теперь мы наблюдаем очень большие возмущения из ниоткуда».

В США безуглеродные ресурсы составляют растущую часть структуры производства электроэнергии и подавляющее большинство предлагаемой новой генерации. По мнению экспертов по энергосистемам, прошлым летом солнечные батареи и системы хранения аккумуляторов помогли обеспечить подачу света в Техасе и Калифорнии, поскольку операторы сетей столкнулись с высоким спросом на электроэнергию, вызванным сильной жарой.

Несмотря на это, хотя прошлогодние беспорядки под Одессой были необычными, это не был единичный инцидент. Если промышленность и регулирующие органы не предпримут меры по предотвращению будущих «сбоев» возобновляемой энергетики, такие инциденты могут спровоцировать отключение электроэнергии, если оно будет достаточно масштабным, и нанести ущерб восприятию возобновляемых источников энергии общественностью, говорят эксперты.

Авария в Техасе, протяженность которой составила 500 миль, и другие подобные инциденты были связаны с инверторами, которые преобразуют электроэнергию, вырабатываемую солнечными, ветровыми и аккумуляторными системами хранения, в энергию, используемую в сети. Обычные генераторы — электростанции, работающие на ископаемом топливе, атомные электростанции и плотины гидроэлектростанций — не требуют инверторов, поскольку они генерируют электроэнергию по-другому.

«Нам приходится все больше и больше полагаться на инверторную технологию, поэтому становится все более важным исключить такие системные проблемы с надежностью, как неожиданные отключения и неожиданные характеристики», — сказал Квинт.

Возобновляемые – или «инверторные» – ресурсы обладают ценными качествами, которых нет у традиционных генераторов, говорят эксперты. Они могут увеличиваться и уменьшаться гораздо быстрее, чем обычные электростанции, поэтому случаи отключения обычно не длятся более нескольких минут.

Но инверторы также необходимо запрограммировать на определенное поведение, а некоторые из них были разработаны так, чтобы отключаться от сети в случае электрической неисправности, а не работать из-за нее, говорит Дебра Лью, заместитель директора некоммерческой группы Energy Systems Integration Group.

«[Программирование] дает вам много возможностей для игры», — сказал Лью. «Вы можете делать самые разные сумасшедшие вещи. Вы можете делать великие вещи, а можете делать дрянные вещи».

Когда в 2000-х и 2010-х годах солнечные и ветряные электростанции стали важным игроком в энергетической отрасли, возможно, имело смысл запрограммировать их инверторы на временное отключение от сети в случае неисправности, сказал Барри Мэзер, главный инженер National Renewable. Энергетическая лаборатория (НРЭЛ).

Неисправности могут быть вызваны обрывами линий электропередачи, молнией или другими, более распространенными помехами. Реакция с использованием инверторных ресурсов была призвана предотвратить повреждение оборудования, и первоначально это имело мало последствий для сети в целом, поскольку возобновляемые источники энергии в то время составляли очень небольшую часть сети, отметил Мэзер.

Хотя Квинт сказал, что в Техасе и других местах наблюдается прогресс в улучшении инверторов, другие менее оптимистичны в отношении того, что отрасль и регулирующие органы в настоящее время рассматривают эту проблему с той срочностью, которую она заслуживает.

«Правда в том, что мы не продвинулись вперед в поиске решения», — сказал Мэзер. «Мы как бы исправляем ситуацию для одного события, а следующее происходит совсем по-другому».