Добро пожаловать в Алькатрас: один из крупнейших объектов распределённой энергетики США
Дозорные башни, тюремные камеры и… солнечные батареи? Добро пожаловать на Скалу.
Каждый год более чем 1,5 миллиона человек посещают остров Алькатрас побывать в его легендарной тюрьме. Но большинство людей не осознают, что этот участок в 22 акра (около 9 гектар), расположенный в центре залива Сан-Франциско, также является одной из крупнейших микросетей страны.
Остров оснащён гибридной солнечно-дизельной энергосистемой, которую посетители, вероятнее всего, не заметят. Группа солнечных батарей установленной мощностью 305 кВт расположена в верхней части главного тюремного здания и скрыта от глаз посетителей, чтоб не портить исторический облик тюрьмы. Солнечные панели подключены к аккумуляторной батарее и инверторам, которые питают электричеством остров параллельно с дизельными генераторами.
Проект
Данный проект, стоивший 1,7 миллиона долларов США и финансированный за счёт Закона об оздоровлении национальной экономики (American Recovery and Reinvestment Act, ARRA) в 2012 году, сократил потребление дизельного топлива на острове на 45%. Ежегодно данная гибридная система экономит более 25 000 галлонов (около 95 000 литров) топлива и доказывает возможность интеграции объектов возобновляемой энергетики без ущерба историческому облику исторических мест.
Многие посетители даже и не подозревают о солнечной электростанции на Скале
Энергетические проблемы Алькатраса
Электрическое обеспечение Алькатраса всегда было проблемным. И это является одной из главных причин закрытия тюрьмы в 1963 году после 29 лет работы — остров полностью отрезан от материковой части и /по причинам безопасности/ не имеет доступа к внешним линиям электропередач. Как результат — Служба национальных парков США была вынуждена еженедельно транспортировать в тюрьму более 2000 галлонов (около 7500 литров) дизельного топлива для работы генераторов, что отразилось в высокой стоимости операционных расходов на содержание. Также питание за счёт дизельных генераторов представляет угрозу загрязнения залива Сан-Франциско.В 2008 году было подсчитано, что Алькатрас генерирует почти половину выбросов парникового газа (более 632 метрических тонн диоксида углерода) всей Национальной зоны отдыха Голден Гейт.
Как работает микрогрид Алькатраса
Основные компоненты электрогенерирующей микросети Алькатраса таковы:
— 959 солнечный модулей общей мощностью 305 кВт
— 8 инверторов, каждый мощностью по 100 кВт
— 480 аккумуляторов, объединённых в батарею, способную запасти 1 920 кВт*ч энергии
— 2 дизельных генератора
— 1 системный контроллер для координации генерирующих устройств
Инверторы преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный ток, пригодный для использования в энергетической инфраструктуре острова. Другие инверторы (исполняющие роль контроллеров заряда/разряда — прим. переводчика) заряжают аккумуляторные батареи. Когда солнца не достаточно для питания острова, система подпитывается от аккумуляторной батареи. Когда же и АКБ разрядилась, автоматически включаются дизельные генераторы, которые одновременно и Питают электроэнергией Алькатрас, и заряжают до аккумуляторную батарею. Они работают до тех пор, пока солнца опять не станет достаточно солнечно. Системный контроллер следит за тем, чтоб основным источником по возможности была энергия от солнечных панелей и АКБ, а уже после этого включались дизели. С 2012 года потребление топлива сократилось примерно на половину, по сравнению с тем временем, когда гибридной системы не было.
Аккумуляторная батарея Алькатраса
Оптимизация работы микросети
После 2 лет работы, доклад Департамента энергетики (Federal Energy Management Program) и Национальной лаборатории возобновляемой энергетики (NREL) — показал, что 45% произведённой на острове электроэнергии приходится на солнечную генерацию. Это на 15% меньше проектного показателя. Данные показывают, что дизельные генераторы, заряжая аккумуляторную батарею до максимума, «вытесняют» зарядку от солнца, тем самым увеличивая показатель утилизации солнечной энергии от фотоэлектрических панелей. Служба национальных парков работает над корректировкой показателей установочных значений системного контроллера, что должно привести к повышению эффективности системы. Также сейчас изыскиваются средства на приобретение нового контроллера, способного обеспечить более сложный процесс оптимизации, а также обладающего расширенными функциями, такими как прогнозирование и управление спросом. Это смогло бы повысить эффективность использования солнечных панелей на 5%, сэкономить на 15000 галлонов (около 57000 литров) дизельного топлива в год и продлить срок службы АКБ на 33%.
Федеральная программа энергетического менеджмента играет важную роль в снижении потребления электроэнергии и использовании возобновляемых источников энергии в государственном аппарате, так как обладая более чем 350000 энергопотребляющих зданий и сооружений и 600000 автотранспортных средств, федеральное правительство является крупнейшим потребителем энергии в стране.
Кстати, паром, который привозит посетителей на остров Алькатрас, также использует возобновляемую энергию — от солнечных батарей и ветрогенераторов.
Источник
