10 anos de liderança em inovação em sistemas de energia

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Aprofunde-se em 10 inovações da primeira década do mecanismo de integração de sistemas de energia do NREL

No dia em que o Mecanismo de Integração de Sistemas Energéticos (FEEI) ganhou vida, em setembro de 2013, já tinha feito história. Uma maravilha arquitetónica, o design do FEEI correspondia à ciência que apresentaria nas instalações: ciência do sistema energético que cruza domínios, é infundida em dados e radicalmente eficiente. Construído ao lado de fluxos de lava de 600 milhões de anos, na extremidade do Campus South Table Mountain do Laboratório Nacional de Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA (NREL), o ESIF tornou-se um laboratório vivo onde a pesquisa, o edifício e o seu equipamento co-evoluem.

Nos últimos 10 anos, o ESIF do NREL incubou tecnologias essenciais de energia limpa e preparou o mundo para integrar essas tecnologias. Os FEEI e o seu pessoal ajudaram comunidades e países a alcançar quantidades recorde de energia renovável e empresas a explorar a vantagem inovadora da integração energética.

Enquanto instrumento de utilização, o FEEI tem sustentado um fluxo contínuo de colaborações estreitas. Parceiros de diversas dimensões e âmbitos conceberam soluções no ecossistema dos FEEI, aproveitaram os dados e as ferramentas computacionais dos FEEI para catalisar descobertas ou transferiram literalmente o seu próprio pessoal e operações para entre os equipamentos para I&D com acesso total. Agora, à medida que o ESIF funde as suas capacidades com o Flatirons Campus do NREL para formar a plataforma de investigação avançada em sistemas integrados de energia (ARIES), de classe mundial, a marca ESIF de investigação integrada será ainda mais elevada.

Para recordar e celebrar algumas das conquistas mais duradouras dos FEEI ao longo da última década, a lista seguinte, sem qualquer ordem específica, resume 10 avanços que representam a sua total singularidade, visão e importância contínua. Com estas conquistas, é difícil imaginar onde estariam as energias renováveis ​​sem os FEEI.

Um dos primeiros parceiros dos FEEI chegou com um problema que se revelou complicado. A Hawaiian Electric Company enfrentou e exigiu urgentemente novos controles seguros para inversores, dispositivos que conectam energia renovável à rede. Os engenheiros do ESIF simularam o sistema havaiano em laboratório – completo com inversores no circuito – para recomendar os controles corretos para estabilizar a tensão da rede. Estas descobertas tornaram-se um manual para outras ilhas, reduzindo a sua dependência de combustível importado.

Conheça o Laboratório Nacional de Energia Renovável Inverter — NREL | (YouTube)

Isso foi apenas o começo. Um trabalho quase idêntico continua hoje, apenas maior. Agora os engenheiros perguntam: “Como podemos gerir um sistema com recursos 100% baseados em inversores?” – um objetivo que só é possível devido a experiências ESIF progressivamente avançadas. O ESIF ajudou a estabelecer os padrões actuais de inversores para a interligação da rede e mais tarde ajudou num produto vencedor do prémio R&D 100 que configura os pontos de regulação do inversor para simplificar as aplicações solares em telhados. Quando uma concessionária da Califórnia implantou a ferramenta para acompanhar o interesse em energia solar nos telhados, ela começou a processar os pedidos em minutos, em vez de semanas. Até mesmo o design moderno do microinversor deve algum crédito aos primeiros projetos dos FEEI.

Durante 10 anos, o ESIF permitiu aos investigadores projetar e implementar controlos de inversores em simulações hiper-reais. Essa capacidade é mais procurada do que nunca e o ARIES alarga as capacidades de validação dos FEEI a novas possibilidades físicas e virtuais.

Um visitante precoce do ESIF recordaria um CUBE futurista e transparente contendo um sistema móvel de formação de microrredes adequado para emergências ou postos militares avançados; e uma bancada de testes de cozinha, onde os controles dos eletrodomésticos evoluíram para um premiado software de casa inteligente. Estes foram projetos exploratórios para uma nova dimensão dos sistemas energéticos: controlabilidade na periferia da rede.

A microrrede de Borrego Springs pode ser conectada a uma instalação solar de terceiros para abastecer a cidade. Foto cortesia da San Diego Gas & Electric Company, via NREL.