可再生能源正在上升。在美国大约15%的电力来自可再生能源如风能、太阳能、地热、水力发电、生物质,总计6400万的4.11亿兆瓦时(兆瓦)总发电量2019年7月,根据美国能源信息管理局。这是一个跳起来从十年前只有9%。从大型风力发电场单面板安装在屋顶上,可再生能源已经从小说司空见惯。

这一趋势有很多环保人士担心在美国能源的未来的一部分Ensia回答项目,读者建议主题将在以后的文章中,探索可再生能源的增长促使读者辛西娅Pannucci提交这个问题:“金融支持可再生能源的技术在美国似乎现在强。(电网)是我们准备利用它有效吗?”

这个问题的答案是否定的。但随着可再生能源成为一个更大的整体的一部分的电力在美国,网格——网络发电、高压输电线路、变电站、配电线路,使家庭和企业正在更新,以适应它。

电力生产商和电力公用事业公司,分布在全国家庭和企业正在努力让可再生能源提供电力,根据约翰•Jimison执行主任美国清洁能源电网,一个非营利性组织专注于现代化电网。“过渡的基础是需要下车碳基能源和停止排放温室气体,“Jimison说。“这是每个人都懂得科学的当务之急。”

电网升级是复杂的

将可再生能源集成到电网具有明显的环境效益。但升级一个庞大的基础设施由成千上万个人公用事业公司和web的高压输电线路是复杂的。

网格是建立在单向模式下,权力集中地点生成和发送通过分布线给终端用户。太阳能和风能发电的可再生能源发电facilities-particularly更广泛分布。太阳能和风能农场可以卖给电网的主要能源,和小规模装置可以直接插到家庭。这意味着进入电网这样的来源非常阳光或刮风天代表一个供应过剩的能量可以通过网格重定向到它最需要的地方。

除了用电需求管理工具如可变定价,新形式的智能电网信息技术正在由公用事业公司实现平衡这种能量的双向流动。

提高电网为容纳更多的可再生能源公用事业中也意味着协调周边地区平衡需求和供给,并创造更好的太阳能和风能预测输出预测代水平在过去的日子里,资深项目工程师根据本纽约集成的分布式能源项目电力科学研究院一个非营利组织,进行研究和发展电力。

实现这些变化,他说,“也可能挑战传输系统的稳定性和系统运营商需要详细的模拟运行,以确保他们有足够的资源来应对重大事件和维护频率。”

我们需要更多的电池

增加可再生能源的电网也会需要大量的电池。有时可再生能源产生的电力比是必要的。维持一个实用程序的能力为其客户提供精确的电力,大规模的锂离子电池现在被添加到可再生能源网站存储所需的权力和分配它。

这些大型电池可以容纳多个兆瓦的电力;的普通美国家庭每年要用掉大约10兆瓦时。越来越多的可再生能源的混合驱动美国电网将取决于装备更多的公用事业和能源与这种电池生产商,据Gregory Wetstone华盛顿特区的总裁兼首席执行官的非营利组织美国可再生能源理事会。

他说,一个关键的优先前进将会更好的激励能量储存的发展。他的组织是一个联盟的一部分呼吁创建一个储能投资税收抵免的一部分能量储存税收激励和部署2019介绍了在美国众议院去年。

“在过去的四年里,超过77千瓦的新的可再生能源已经添加到网格中。继续美国现代化的电网,我们将能够添加更多,”Wetstone说。“然而,重要的是要注意,没有一个统一的美国网格。全国移动电的分散电力基础设施是一个挑战,以及更广泛的互联将允许更多的可再生能源进入市场。”

更好的网格区域之间的联系

国家可再生能源实验室(NREL)正在探索如何更好地整合三个主要的网格区域美国能源系统组成。这三个操作系统几乎完全独立于彼此,没有能力为一个发送多余的电力,以帮助满足的要求。

作为的一部分互联层研究,NREL正在与国家实验室、大学和工业发展的新方式共享一个多元化的能源在这三个系统。如果成功的话,这项工作可以方便丰富的风能从德克萨斯到电力系统在田纳西等州,缅因州,或从阳光太阳能西南西北电力在多云的。

许多人认为需要网格过渡到更好的适应可再生能源将继续在可预见的未来。“任何变化的资源组合需要仔细规划,“Wetstone说,“但我们知道,高渗透可再生电网是可行的通过改进传播和扩展部署能源储存和其他先进的技术。”

回答读者Ensia Pannucci的原始问题,电网还没有准备好利用可再生能源技术。但它没有理由不应该和许多理由相信它很快就会。

内特·伯格是一个作家,覆盖城市,科学,和设计。他是总部位于洛杉矶。这篇文章最初发表在Ensia。