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U-Bahnen zur Stromerzeugung für das Netz
Der Verkehrsbehörde des Südostens von Pennsylvania (SEPTA), die das Transitsystem in Philadelphia betreibt, testet eine intelligente Stromnetztechnologie, die ihre Stromrechnungen um bis zu 40 Prozent senken und Millionen von Dollar pro Jahr einbringen könnte.
Ausschalten: Ein neues Projekt wird Energie aus U-Bahnen wie diesem auf Philadelphias Market-Frankford Line nutzen.
Eine riesige Batterie, die in einem der Umspannwerke der Behörde installiert ist, wird den Strom speichern, der von den Bremssystemen in den Zügen erzeugt wird (da die Züge die Räderantriebsgeneratoren verlangsamen). Die Batterie wird Zügen beim Beschleunigen helfen, den Stromverbrauch senken und zusätzlich Strom liefern, der an das regionale Stromnetz zurückverkauft werden kann. Das Pilotprojekt, an dem eines von 38 Umspannwerken des Transitsystems beteiligt ist, soll 500.000 US-Dollar pro Jahr einbringen. Diese Zahl würde sich vervielfachen, wenn die Batterien in anderen Umspannwerken installiert werden.
Das Projekt zeigt, wie zahlungsunfähige Verkehrsbetriebe, die große U-Bahnen und elektrische Bahnen betreiben, durch die Erschließung des Smart Grid eine neue Einnahmequelle finden könnten. Es zeigt auch eine Möglichkeit auf, wie das intelligente Stromnetz Energie sparen, Stromausfälle vermeiden und mehr erneuerbare Energien einbeziehen könnte .
Mehrere Energieversorger experimentieren bereits mit großen Batterien, um Schwankungen in der Stromversorgung auszugleichen, das Netz auf der richtigen Frequenz zu halten und Stromausfälle zu vermeiden. In dem neuen Pilotprojekt wird diese Art von Batterietechnologie mit Software eines in Philadelphia ansässigen Smart-Grid-Unternehmens namens . gepaart Viridität Energie .
Die Software entscheidet, wie der in der Batterie gespeicherte Strom zugeteilt wird, um damit Züge anzutreiben und Spitzen im Stromverteilungsnetz von SEPTA auszugleichen. SEPTA könnte den überschüssigen Strom auch an verschiedene Strommärkte verkaufen, abhängig von einer Reihe von Faktoren, einschließlich dem, was am profitabelsten ist.
Das Pilotprojekt, das Viridity voraussichtlich im nächsten Sommer abschließen soll, wird die regenerativen Bremsfähigkeiten der U-Bahnen von Philadelphia nutzen. Diese Systeme wandeln Bewegungsenergie in Strom um, wenn der Zug langsamer wird. Im bestehenden System, ohne die Batterie, kann dieser Strom in das Stromverteilungssystem von SEPTA zurückgesendet und verwendet werden, um einem anderen Zug beim Beschleunigen zu helfen – aber nur, wenn er gleichzeitig mit der Stromerzeugung beschleunigt, sagt Laurie Actman, Direktorin für Regierungsbeziehungen und Geschäftsentwicklung bei Viridity. Andernfalls geht diese Kraft verloren.
Die Einspeisung von Energie in das Stromnetz könnte sich als wertvoller erweisen, als sie zum Antrieb von Zügen zu verwenden. Netzbetreiber müssen Angebot und Nachfrage ausgleichen. Dies tun sie nun, indem sie Signale an Kraftwerke senden, die sich bereit erklärt haben, nicht voll ausgelastet zu sein, damit die Kraftwerke ihre Leistung schnell erhöhen oder verringern können, manchmal nur für einige Sekunden. Das Hoch- und Herunterfahren der Kraftwerke braucht jedoch Zeit, was es den Netzbetreibern erschweren kann, mit Nachfrageschwankungen Schritt zu halten. Eine Batterie kann fast augenblicklich Stromstöße liefern, sagt Kevin Morelock, Director of IT and Projects bei Viridity.
Die Bereitstellung kurzer Leistungsimpulse als Reaktion auf Signale von Netzbetreibern ist ein Dienst, der als Frequenzregulierung bezeichnet wird. In Zeiten hoher Strompreise, etwa an heißen Tagen mit hoher Nachfrage, kann es lukrativer sein, die Frequenzregelung einzustellen und stattdessen Strom einfach ins Netz zurückzuverkaufen.
Das Pilotprojekt, das mit einem Zuschuss von 900.000 US-Dollar von der Pennsylvania Energy Development Authority , steht vor zwei wesentlichen technischen Herausforderungen. Die erste besteht darin, eine Batterie auszuwählen, die Strom schnell aufnehmen und entladen kann, möglicherweise für Hunderttausende von Zyklen, sagt Morelock. Viridity evaluiert derzeit verschiedene Batterietechnologien, wie Bleisäure (die billig, aber nicht langlebig ist) und Lithium-Ionen (die von Unternehmen wie z AltairNano und A123-Systeme ).
Die andere Herausforderung besteht darin, eine Software zu entwickeln, die Daten aus dem SEPTA-System und aus verschiedenen Strommärkten schnell analysieren und entscheiden kann, wie die gespeicherte Energie am besten verwendet wird. Viridity hat bereits ähnliche Software entwickelt, um Gebäude zu verwalten, Strom aus Sonnenkollektoren zu beziehen oder den Strombedarf von Klimaanlagen und anderen Verbrauchern zu regulieren, um das Netz zu stabilisieren.
Mark Duvall , der Direktor für Elektrotransport und Energiespeicherung am Electric Power Research Institute in Palo Alto, Kalifornien, sagt, das Projekt habe sich ein aggressives Ziel für Energieeinsparungen gesetzt. Vieles werde jedoch davon abhängen, wie viel regenerative Bremskapazität genutzt werden könne, und die Rentabilität werde von den Kosten der Batterien abhängen, obwohl diese Kosten in den kommenden Jahren rapide sinken dürften. Es ist gut, dass sie sich damit befassen. Was sie lernen, kann anderen Verkehrsunternehmen helfen, sagt er.