可以在峰值需求時(shí)自動(dòng)斷電的智能電器,意味著將減少電壓降低的次數(shù)。
如果連接到普通電網(wǎng)的數(shù)百萬(wàn)臺(tái)電冰箱、電熱水器和空調(diào)可以根據(jù)電網(wǎng)的狀況調(diào)整其能量消耗,那么將可以減少備用燃煤發(fā)電容量及間歇電源。這將節(jié)省成本并且減少二氫化碳的排放量。更合理的電冰箱設(shè)計(jì)甚至可以減少停電和電壓降低的次數(shù)。但是,問題是我們將如何組織這種協(xié)作?有研究人員已經(jīng)在考慮這個(gè)問題,他們的答案目前正在試驗(yàn)中。
最先進(jìn)的計(jì)劃是美國(guó)能源部的太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的計(jì)劃。去年,該計(jì)劃完成了其“有利于電網(wǎng)的電器”控制器的首次住宅試用,這種控制器是一個(gè)小裝置,用于聽取電網(wǎng)所供應(yīng)電能的交流頻率蜂鳴聲。如果蜂鳴聲變得有點(diǎn)低,則表明電網(wǎng)上有太多的需求,因此無(wú)論何時(shí),當(dāng)控制器注意到美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)60赫茲電網(wǎng)頻率下降到59.95赫茲時(shí)(通常每天至少發(fā)生一次),它就切斷電器中的加熱元件,調(diào)整兩分鐘。如果在這一時(shí)間結(jié)束時(shí),電網(wǎng)仍然不穩(wěn)定,則元件保持?jǐn)嚯娫龠_(dá)兩分鐘,如此直到最多十分鐘為止。
PNNL與家用電器制造商惠而浦公司合作進(jìn)行了試用。PNNL在美國(guó)俄勒岡州和華盛頓州征召了150戶居民,在這些帶有新控制器的住宅中安裝了150臺(tái)干衣機(jī)和50臺(tái)熱水器。在干衣機(jī)中,當(dāng)加熱元件為降低需求而斷電時(shí),電動(dòng)機(jī)保持通電,因此滾筒仍然轉(zhuǎn)動(dòng),而衣服沒有起皺——這是惠而浦公司的一項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)。只是將加熱元件斷電,而讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),仍然將需求降低到了有益的程度。試用持續(xù)了一年,在試用結(jié)束時(shí),大多數(shù)居民都說沒有注意到他們的電器斷電了,并且說一點(diǎn)也沒有給他們的生活帶來(lái)不便。
此次試用已經(jīng)表明PNNL的技術(shù)可以在需求峰值時(shí)用作電網(wǎng)的“緩沖器”,PNNL計(jì)劃在2009年進(jìn)行更大規(guī)模的研究,涉及超過1000戶居民。惠而浦公司也想更廣泛地試用這種技術(shù),并實(shí)驗(yàn)一下安全中斷的其他功能,例如某些電冰箱中的自動(dòng)除霜功能。
鑒于PNNL主要關(guān)心的是在巨大需求時(shí)的甩負(fù)荷,一家名為RLtec的英國(guó)公司在探索一種新想法,即對(duì)整個(gè)電冰箱群體進(jìn)行編程,進(jìn)行連續(xù)糾正,以達(dá)到更小的電網(wǎng)波動(dòng),不斷調(diào)整其電力需求,這更像汽車的速度控制器。這樣也會(huì)提高效率,并且降低備用容量的需求。
RLtec公司進(jìn)行了四個(gè)月的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),試驗(yàn)中,100臺(tái)家用雙門冰箱配備了該公司的“動(dòng)態(tài)需求”技術(shù)。這是一款軟件,在電冰箱的電子溫度控制回路內(nèi)工作,對(duì)壓縮機(jī)組吸入的電量進(jìn)行精細(xì)地逐秒調(diào)整,再響應(yīng)電網(wǎng)頻率的細(xì)微變化。迄今為止,根據(jù)該公司的老板安德魯·豪所說,此技術(shù)對(duì)電冰箱內(nèi)的溫度或者對(duì)其壓縮機(jī)的使用壽命沒有不利影響。RItec公司現(xiàn)在正在建立一個(gè)試驗(yàn)小組,該小組中包括了來(lái)自英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的工作人員,以便對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更嚴(yán)格的測(cè)試。在一項(xiàng)單獨(dú)的、政府發(fā)起的研究中,帝國(guó)理工學(xué)院計(jì)劃在一些住宅中安裝配備了“動(dòng)態(tài)需求”控制器的電冰箱,用于產(chǎn)生數(shù)據(jù),以便準(zhǔn)確地計(jì)算該系統(tǒng)能夠節(jié)省多少電能。
不過,電網(wǎng)響應(yīng)電器的首次重大使用可能會(huì)在最小規(guī)模的電網(wǎng)上進(jìn)行。英國(guó)公司Econnect正在幫助防止嚴(yán)重依賴水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能的島嶼上出現(xiàn)停電情況,做法是在居民住宅中裝上智能電源插頭,當(dāng)電源插頭檢測(cè)到電網(wǎng)開始變得過載時(shí),切斷所連接的電器。根據(jù)在蘇格蘭的富拉島和拉姆島,以及希臘的基斯諾斯島上的成功試驗(yàn),Econnect公司也在考慮其負(fù)載控制器怎樣能使風(fēng)電在更大規(guī)模上更加有效地得到利用。