节能的智能电器

可以在峰值需求时自动断电的智能电器,意味着将减少电压降低的次数.

如果连接到普通电网的数百万台电冰箱、电热水器和空调可以根据电网的状况调整其能量消耗,那么将可以减少备用燃煤发电容量及间歇电源.这将节省成本并且减少二氢化碳的排放量.更合理的电冰箱设计甚至可以减少停电和电压降低的次数.但是,问题是我们将如何组织这种协作有研究人员已经在考虑这个问题,他们的答案目前正在试验中.

最先进的计划是美国能源部的太平洋西北国家实验室(PNNL)的计划.去年,该计划完成了其“有利于电网的电器”控制器的首次住宅试用,这种控制器是一个小装置,用于听取电网所供应电能的交流频率蜂鸣声.如果蜂鸣声变得有点低,则表明电网上有太多的需求,因此无论何时,当控制器注意到美国标准6０赫兹电网频率下降到59.95赫兹时(通常每天至少发生一次),它就切断电器中的加热元件,调整两分钟.如果在这一时间结束时,电网仍然不稳定,则元件保持断电再达两分钟,如此直到最多十分钟为止.

PNNL与家用电器制造商惠而浦公司合作进行了试用.PNNL在美国俄勒冈州和华盛顿州征召了１50户居民,在这些带有新控制器的住宅中安装了１50台干衣机和5０台热水器.在干衣机中,当加热元件为降低需求而断电时,电动机保持通电,因此滚筒仍然转动,而衣服没有起皱――这是惠而浦公司的一项重要标准.只是将加热元件断电,而让电动机运转,仍然将需求降低到了有益的程度.试用持续了一年,在试用结束时,大多数居民都说没有注意到他们的电器断电了,并且说一点也没有给他们的生活带来不便.

此次试用已经表明PNNL的技术可以在需求峰值时用作电网的“缓冲器”,PNNL计划在2009年进行更大规模的研究,涉及超过1000户居民.惠而浦公司也想更广泛地试用这种技术,并实验一下安全中断的其他功能,例如某些电冰箱中的自动除霜功能.

鉴于PNNL主要关心的是在巨大需求时的甩负荷,一家名为RLtec的英国公司在探索一种新想法,即对整个电冰箱群体进行编程,进行连续纠正,以达到更小的电网波动,不断调整其电力需求,这更像汽车的速度控制器.这样也会提高效率,并且降低备用容量的需求.

RLtec公司进行了四个月的实验室试验,试验中,１00台家用双门冰箱配备了该公司的“动态需求”技术.这是一款软件,在电冰箱的电子温度控制回路内工作,对压缩机组吸入的电量进行精细地逐秒调整,再响应电网频率的细微变化.迄今为止,根据该公司的老板安德鲁豪所说,此技术对电冰箱内的温度或者对其压缩机的使用寿命没有不利影响.RItec公司现在正在建立一个试验小组,该小组中包括了来自英国国家电网的工作人员,以便对系统进行更严格的测试.在一项单独的、政府发起的研究中,帝国理工学院计划在一些住宅中安装配备了“动态需求”控制器的电冰箱,用于产生数据,以便准确地计算该系统能够节省多少电能.

不过,电网响应电器的首次重大使用可能会在最小规模的电网上进行.英国公司Econnect正在帮助防止严重依赖水电、风电和太阳能的岛屿上出现停电情况,做法是在居民住宅中装上智能电源插头,当电源插头检测到电网开始变得过时,切断所连接的电器.根据在苏格兰的富拉岛和拉姆岛,以及希腊的基斯诺斯岛上的成功试验,Econnect公司也在考虑其负载控制器怎样能使风电在更大规模上更加有效地得到利用.