用綠色能源構築電網能效未來
2019-09-27
作者
Sam Bowman，EEWeb
美國目前的能源系統和電源問題還很多，而且遠不止「松鼠啃咬電纜」這種問題。簡而言之，目前產生能量的方法效能低下，而且對環境造成破壞。要解決這個問題，更新電網並採用智慧技術極為重要。
有關於可持續性和能效的討論不斷，作為一個長久以來依靠煤炭和石油的國家，美國正逐步致力於用越來越多的綠色能源解決方案，來推動國家的發展。
不幸的是，美國目前的能源系統和電源問題還很多，而且遠不止「松鼠啃咬電纜」這種問題。簡而言之，目前產生能量的方法效能低下，要解決這個問題，更新電網並採用智慧技術極為重要。
結合綠色能源可以為電網系統的升級換代帶來巨大好處。(圖片來源：unsplash.com)
秉承可持續發展理念的電氣工程師，支持採用電網並利用建築物來分配能源，同時儘量避免低效率和能源浪費。但是，像太陽能電網這樣的解決方案還沒有大規模使用。
很明顯，要實現更廣泛的能效還有很長的路要走。而智慧電網的使用是實現這一目標的方式之一，它將協助人們在未來能夠享受到清潔、綠色的能源。
為什麼要採用智慧電網
電網可做的貢獻有很多，尤其是當我們考慮尋找降低能耗率的電源設計方法時。
用過去的老辦法繼續開展能源業務顯然存在問題，但好消息是新技術可以解決它。Union of Concerned Scientists(UCS)表示，「目前的電網是幾十年前建成的，主要用於從大型集中發電廠輸送電力，其中大多數電廠使用煤炭和天然氣等污染源。」
但是，面對新的能源，這種架構正在變得過時。UCS還說：「新技術正在使這種電力傳輸方法及其配套基礎設施越來越過時。如今，電力來自更多來源——包括屋頂太陽能、風能和電池儲存——電網技術的發展，需要趕上我們在能源來源上所取得的進展。」
為適應新能源，設計電網的新方法也會發生很大變化。採用智慧電網好處很多，如加州大學河濱分校(UC Riverside)所描述：
智慧電網是一種現代化的發電、輸電和配電系統，可以自動化和管理21世紀日益增長的電力複雜性和需求。這種技術旨在整合和支援可再生能源，如太陽能、風能和水力發電等，為消費者提供有關其能源消耗的即時資訊，並協助公共事業公司減少停電。
能夠與綠色能源結合是電網系統更新換代的主要好處之一。將能效水準保持在設計技術的最前端，是實現可持續發展的關鍵，智慧電網就是這麼做的。
為什麼還沒有更多大型太陽能電網
無論怎麼看待它，能源都是一門生意。如果大型太陽能電網開始發展並被廣泛使用，傳統電力公司最終可能會損失大量資金。更多資金開始注入提供綠色能源的風能和太陽能供應商，可能意味著煤炭和石油時代的結束。
儘管其中一些能源問題可以透過可持續的電氣工程來解決，但大型太陽能電網普及仍然存在其他障礙。當前工業能源系統的很大一部分是陳舊和過時的，而這些過時的設備沒有得到應有的維護，更加浪費能源。由於摩擦力造成的工業能源浪費非常之大，要解決它需要大量的技術更新甚至更換新設備，而這意味著花費更多的資金。
雖然很明顯新的智慧電網技術可以提高能效，但我們已經很清楚尚未看到更多大型太陽能電網的原因，它牽扯範圍很廣。電氣工程師在節能方面的挑戰，在一定程度上是平衡效率、成本和未來趨勢。這個問題很複雜，需要進一步的研究和思考，但轉向綠色能源必然是一個優先事項。
能效的重要性
能效的重要性不容小覷。想想你家庭，隨著碳足跡的增長，能源吸血鬼造成每月的電費大幅度增加；工作中也同樣。無論走到哪裡，都在使用能源——而當能源不可再生時，這就是一個大問題。
具備環保意識的屋主和辦公室工作人員一直在努力減少他們的能源使用，如果整個電網都做同樣的事情，這將是一個重大的改進。電氣工程師可以極大地影響人們的福祉，無論是致力於綠色建築，教會人們節省能源，還是努力創建更節能的電網。
氣候的變化促使我們更加關注環境問題，以使子孫後代能夠享受一個宜居和舒適的星球。這個星球的未來和電網的能效，取決於我們能否適應新電網設計和新能源帶來巨大變化，如果能夠成功地適應這種變化，那我們的孩子(和他們的孩子)將會感激我們。
(參考原文： The Future of Energy Efficiency on the Grid，by Sam Bowman)
