Мобильные плавучие микросети для энергоснабжения островов

Пока корпорация «Росатом» отправляет в плавание атомные реакторы, на другом конце света проектируются плавучие микросети.

Учёные из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия) опубликовали по итогам своего исследовательского проекта статью «Нагрузка в режиме реального времени и вспомогательная поддержка энергосистем удаленных островов с помощью электрических лодок».

Они рассчитали, что с помощью электрических судов, лодок можно формировать плавающие микросети (Microgrids) для обслуживания островных территорий.

«Обеспечение малых островов надежным, доступным и экологически чистым электричеством является большой проблемой из-за их разрозненного географического положения с ограниченным числом потребителей и большой зависимостью от ископаемого топлива», — говорится в исследовании. Плавающие микросети, состоящие из электрических лодок, возобновляемых источников энергии и соответствующих систем управления, предлагают решение, которое поможет питать остров и обеспечивать электричество после стихийных бедствий.

 В отличие от электромобилей лодки могут оснащаться солнечными фотоэлектрическими системами довольно большой площади и для них не существует ограничений в виде затенения от зданий или деревьев. Во время своей работы в составе микросети они могут одновременно заряжать свои батареи от солнечной энергии. Электрические лодки на солнечной энергии достаточно мобильны, чтобы покинуть прибрежный район с плохой погодой и зарядиться где-нибудь в океане, где условия более подходящие


В сущности, электрические плавсредства, оснащённые возобновляемой энергией и средствами управления, могут выступать в роли небольших электростанций и участвовать в двунаправленных энергетических трансакциях виртуальной электростанции в прибрежных районах с помощью технологии B2G (Boat-to-Grid), аналогичной применяемой для электромобилей V2G.

Авторы предлагают систему поддержки нагрузки в режиме реального времени (Real-time load support system — RTLS), включающую электрические суда, местные генерирующие устройства и системы накопления энергии, позволяющую контролировать двусторонний поток энергии. Контроллер будет подключен к электрическим лодкам, аккумулятору, любому солнечному генератору, а также к сети. Избыточная солнечная энергия будет направляться на зарядку СНЭ, а серия преобразователей позволит передавать энергию на электрические лодки и обратно. В зависимости от нагрузки на сеть, выработки электроэнергии, состояния батареи и электрической лодки контроллер будет координировать зарядку и разрядку батарей.

RTLS анализирует управление микро-системой, зависящей от прерывистых источников энергии, в режиме реального времени, при различных погодных условиях и состоянии заряда аккумуляторов, координирует нагрузку потребителя с имеющимися ресурсами электрических лодок, фотоэлектрических систем и СНЭ, чтобы обеспечить поддержку нагрузки и регулировать напряжение и частоту.

Согласно докладу учёных, небольшие острова в большинстве своём сталкиваются с острыми вызовами, касающимися качества электроэнергии, стабильности системы, надёжности. Становящиеся уже традиционными решения — накопители энергии — могут вызвать проблемы с ценами. По их расчётам, использование электрических лодок может дать ответ на все указанные вызовы, но при этом является менее затратным решением. Система может «существенно снизить нагрузку на сеть и поддерживать качество электроэнергии при различных неопределенностях нагрузки/источника и условиях отказа».

Важным преимуществом также является мобильность. Если, скажем, многочисленные острова Индонезии пострадают от стихийного бедствия, стационарные солнечные системы, СНЭ, микросети могут быть повреждены или уничтожены.

Концепция пока ещё находится на начальном этапе, но команда Университета Нового Южного Уэльса планирует вывести свою систему из лаборатории в океан, протестировав её на реальной электрической лодке в ближайшем будущем.

Подготовлено IC EnergyNet.

Автор: Владимир Сидорович