Modernisera elnätet för en elektrifierad framtid
Enligt National Electrical Manufacturers Associations kommande studie om elnätens resiliens förväntas efterfrågan på el växa med 50 % till år 2050 i USA, för bostäder, företag, transporter och allt annat. Globalt har efterfrågan på el ökat dubbelt så snabbt som den totala energiefterfrågan under det senaste årtiondet. Övergången till mer elektrifiering går allt snabbare då den globala efterfrågan på elfordon ökar och nya kommersiella tekniker som förbättrade värmepumpar börjar ersätta äldre teknik i hem och företag.
För att påskynda införandet av eldrivna system krävs ett robust och motståndskraftigt elnät som kan stödja de ökade energibehoven. Dessutom blir extrema väderhändelser allt vanligare, vilket ökar behovet av system för att skydda viktig infrastruktur. Elnätet i USA innehåller mer än 9 000 generationskällor som är anslutna till överföringsledningar som sträcker sig mer än 600 000 miles. Stora delar av den här tekniken installerades på 1960- och 1970-talet, och även om den har anpassats genom åren så att automatisering och andra moderna tekniker kunde införas är elnätet i hög utsträckning beroende av äldre utrustning.
Åldrande utrustning ihop med ökande efterfrågan skapar utmaningar. Fysiska hot som väder och vandalism och den ökande risken för cyberattacker kan påverka grundläggande funktioner och drift av elnäten. För att säkra nätverksdriften är det viktigt för elbolag och nätoperatörer att hitta lösningar som både skyddar mot störningar och mildrar deras inverkan på energikonsumenterna. Här är tre viktiga tekniker att tänka på:
Åskskydd
Ett av de största hoten mot elproduktions- och distributionsinfrastruktur är blixtnedslag. Förnybara energianläggningar som vindkraftverk är mycket sårbara för blixtnedslag, likaså elstationerna som kopplar långdistansledningar till lokala elnät.
För sådana användningar räcker det inte alltid med vanliga åskledare och kablar. I transformatorstationer kan kabeldragning ovanför spänningsförande utrustning skapa säkerhetsrisker om kablarna rostar och faller ner. För vindkraft utgör rörliga turbiner och höga konstruktioner utmaningar för planeringen. NVent hjälpte nyligen en kund att utforma ett anpassat skyddssystem för en vindkraftsinstallation till havs.
Ett annat alternativ för nätoperatörer att överväga är aktivt åskskydd. Aktiva skyddssystem ger en skyddszon över en struktur där luftterminaler drar till sig blixtnedslag. Utformningen av systemen stöds av egenutvecklad designprogramvara och teknisk support. Ventilationsterminalen nVent ERICO Dynasphere erbjuder en föredragen träffpunkt för blixturladdningar som annars kan slå ner på och skada en oskyddad konstruktion. Huvudfunktionen för en ventilationsterminal är att fånga upp blixtnedslaget vid en önskad punkt så att urladdningsströmmen kan ledas med en nedledare till jordningssystemet.
Jordningssystem
Alla elsystem behöver korrekt överspänningsskydd och jordning. Ström flödar alltid genom den lägsta impedansen, och även de mest välkonstruerade elektriska systemen kan utgöra en risk för felströmmar från blixtnedslag, utrustningsfel eller överspänningar från kraftkällor.
För att förbättra nätets motståndskraft krävs bra jordnings- och potentialutjämningssystem som tar hänsyn till markförhållanden, säsongsvariationer och andra specifika faktorer som varierar från plats till plats. Beroende på dessa faktorer kan olika typer av anslutningar krävas, som kompressionsanslutningar, mekaniska eller exotermiska, för att säkerställa att jordnings- och potentialutjämningssystemen fungerar effektivt. nVent erbjuder jordnings- och potentialutjämningslösningar samt företagets expertis för att stödja nätoperatörer och energibolag genom en konstruktionsprocess som är anpassad efter deras platsförhållanden.
Energilagring
Även de bäst skyddade elnäten drabbas av tillfälliga avbrott. När detta inträffar kan energilagring spela en avgörande roll för att skydda viktiga tjänster och samhällsfunktioner från störningar. Energilagring används också i kommersiella och industriella tillämpningar för att öka tillförlitlighet och tillgänglighet och sänka kostnaderna genom att lagrad ström används när nätströmmen är särskilt dyr och vid strömavbrott.
Dessutom är batterilagring en avgörande teknik för att minska vårt beroende av fossila bränslen och bygga en framtid med färre utsläpp. Förnybar energiproduktion skiljer sig i grunden från traditionell fossilbaserad produktion, för med förnybar teknik kan energin inte produceras på begäran. Kol kan förbrännas när det behövs energi medan vind- och solenergi är beroende av att vinden blåser och solen skiner. Solenergi har ett särskilt problem eftersom den inte kan produceras när energiåtgången är som störst, på kvällen.
Denna avgörande skillnad gör energilagring nödvändig eftersom den frikopplar produktionstid från användningstid och gör det möjligt att leverera energi när konsumenterna behöver den. Energilagringssystem är avgörande om vi ska uppnå energioberoende och bättre kunna använda förnybara resurser samtidigt som näten och priserna hålls stabila.
nVent erbjuder ett brett utbud med lösningar för att förbättra prestanda, säkerhet och tillförlitlighet hos energilagringssystem. Våra lösningar för jordning, potentialutjämning, strömanslutning och kapslingar hjälper våra energilagringskunder att skapa säkra anslutningar mellan batterirack, omriktare och växelriktare, och skyddar systemen mot potentiella störningar. Våra lågspänningsledare och kylningslösningar ger även bättre motståndskraft och gör att energilagringssystemen kan utformas mer flexibelt, så att ingenjörerna kan minska installationernas fotavtryck.
