在我上周的博客，我在费城的海军造船厂(The Navy Yard)做了报道，这是一个占地1200英亩的引人注目的商业园区，有300家公司，雇员1万人——预计最终将达到3.5万人。当我在城里参加一个会议时，吸引我来到这个设施的是一个已经启动的创新演示，它展示了带有电池备份和智能控制的太阳能电力(光伏)系统如何帮助创建一个更具弹性的电网。

本周，我将更深入地探讨这个由该公司开发的系统太阳能电网存储有限责任公司．

微电网的出现

根据许多专家的说法，随着越来越强烈的风暴、野火、恐怖主义行动和其他事件导致大范围停电，并可能在未来引起越来越普遍的停电，对创建可孤岛的“微电网”的需求越来越大。

微电网是中小规模的电网，通常为大学或医学院校园提供服务，在大范围停电的情况下具有与区域电网隔离的能力。这些系统必须有自己的发电能力以及复杂的电力管理系统。

超过50个军事基地已经或正在创建微电网。即使发生大范围停电，军事设施也必须保持可操作性，因此它们是微电网的天然选择。一些大学和医院也建立了微电网，受到超级风暴桑迪、热带风暴艾琳和2011年10月一场反常暴风雪严重打击的康涅狄格州已经通过立法，在8个城市建立示范性微电网。

微电网的另一个优点是，这种系统所需的小规模发电发生在电力被使用的地方附近，因此如果在发电过程中产生废热(如使用蒸汽涡轮机或燃料电池的发电机)，热量可以被捕获并有效利用——这种方法被称为热电联产或热电联产(CHP)。

少量的电力储存如何提高电网的弹性

我们的电网是一个复杂而难以管理的系统。产生的电量(电力)必须与消耗的电量(需求)密切平衡。需求的波动一直都在发生。例如，在早上6点到8点之间，很多人起床，开灯，洗澡，操作咖啡机，打开暖气(或空调);电力需求大幅上升。

管理这种波动需求的最大挑战之一是大多数发电机不能快速启动和关闭。你不能只按一个开关，就指望几百兆瓦的发电机开始发电。

对于可再生能源发电系统，尤其是风能和太阳能，产量的波动带来了另一个复杂问题。当风停止吹时，风力发电场的输出停止，当云层遮住太阳时，光伏系统的输出急剧下降。

电网中的电池存储允许电力在产生的电量大于消耗的电量时进行存储，并允许电力在需求超过供应时从存储中抽出。同样的电池组可以让微电网的关键负载在区域电网出现故障时保持供电。电池在管理风能和太阳能系统输出中的作用是重要的，而且随着可再生能源供电比例的增长，其重要性将越来越大。

太阳能电网存储

太阳能电网存储公司总部位于费城，在东北部也有其他一些办事处，该公司提供了一个模块化系统，用于管理光伏阵列的输出和存储电力，以更好地平衡大型并网光伏系统的输出和电力可用性。

该系统采用了先进的锂离子电池。这项技术避免了使用其他电池中使用的铅和镉等重金属。该技术还允许深度放电而不会损耗电池，并且可以非常快速地充电——尽管成本是个问题。

太阳能电网存储的商业模式是，大型光伏阵列的所有者只拥有实际的阵列，而太阳能电网存储将拥有逆变器、电池系统和管理系统所需的其他设备。这些组件被包装在一个20英尺的容器中，该公司(令人困惑的)将其注册为PowerFactor(至少对我们这些多年来一直试图完全理解什么是PowerFactor的人来说是困惑的)功率因数是什么意思)。

电池组和控制器允许系统在区域停电的情况下立即接管。

首批四个系统中的一个已经安装在海军造船厂，我和我的同事有机会参观这个设施。PowerFactor250系统包括一个250千瓦的逆变器和125千瓦时的电池存储。它是模块化的，可以直接运到现场，并且可以快速连接。

另一个更大的PowerFactor系统于2013年10月在马里兰州劳雷尔(Laurel)为房地产开发商安装Konterra．PowerFactor500系统管理来自一个与停车场顶棚集成的402千瓦太阳能电池阵列的电力，它包括300千瓦时的电池存储(尽管500千瓦逆变器更典型的是250千瓦时)。它包括临界负载电源，可以提供50千瓦的电力，持续4个多小时，或者在阳光明媚的情况下发电。

创新才刚刚开始

太阳能电网储能装置是我们在未来几年可以期待的前沿例子，因为努力有效地将可再生能源整合到公用事业电网中。太阳能电网储能公司首席执行官汤姆·莱登告诉我:“为太阳能项目增加储能使它们对客户更有价值，也为电网和所有纳税人提供了新的好处。”“我们很自豪能够成为我们相信将有助于迎来未来电网的一部分。”

我相信，这些创新将证明太阳能(和其他可再生能源)、弹性目标和电网的高效运行之间非常有效的协同作用。应该会很有趣!

Alex是BuildingGreen公司．和执行主编环保建筑资讯．2012年，他创立了弹性设计院．要跟上Alex的最新文章和思考，你可以注册他的推特账号．