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Treni della metropolitana per generare energia per la rete
Il Autorità per i trasporti della Pennsylvania sudorientale (SEPTA), che gestisce il sistema di trasporto pubblico a Filadelfia, sta sperimentando una tecnologia di rete elettrica intelligente che potrebbe ridurre le bollette elettriche fino al 40% e generare milioni di dollari all'anno.
Spegnimento: Un nuovo progetto sfrutterà l'energia dei treni della metropolitana come questo sulla linea Market-Frankford di Filadelfia.
Un'enorme batteria installata in una delle sottostazioni dell'autorità immagazzinerà l'elettricità generata dai sistemi di frenatura sui treni (mentre i treni rallentano le ruote dei generatori). La batteria aiuterà i treni ad accelerare, riducendo il consumo di energia e fornirà anche energia extra che può essere rivenduta alla rete elettrica regionale. Il progetto pilota, che coinvolge una delle 38 sottostazioni del sistema di transito, dovrebbe portare a 500.000 dollari l'anno. Questa cifra si moltiplicherebbe se le batterie fossero installate in altre sottostazioni.
Il progetto mostra come le agenzie di trasporto pubblico a corto di liquidi che gestiscono le principali metropolitane e i sistemi ferroviari elettrici potrebbero trovare una nuova fonte di reddito attingendo alla rete intelligente. Evidenzia anche un modo in cui la rete intelligente potrebbe risparmiare energia, evitare blackout e incorporare più energia rinnovabile.
Diverse società di servizi energetici stanno già sperimentando l'utilizzo di batterie di grandi dimensioni per aiutare a ridurre le fluttuazioni nella fornitura di energia elettrica, mantenendo la rete operativa alla frequenza corretta e prevenendo i blackout. Nel nuovo progetto pilota, questo tipo di tecnologia delle batterie sarà abbinato al software di una società di smart grid con sede a Filadelfia chiamata Viridità Energia .
Il software deciderà come allocare l'energia immagazzinata nella batteria, utilizzandola per guidare i treni e appianare i picchi nella rete di distribuzione dell'energia di SEPTA. SEPTA potrebbe anche vendere l'energia in eccesso a vari mercati dell'elettricità, a seconda di una serie di fattori, incluso ciò che è più redditizio.
Il progetto pilota, che Viridity prevede di completare entro la prossima estate, utilizzerà le capacità di frenata rigenerativa dei treni della metropolitana di Filadelfia. Questi sistemi convertono l'energia cinetica in elettricità mentre il treno rallenta. Nel sistema esistente, senza la batteria, tale energia può essere reinviata al sistema di distribuzione dell'energia di SEPTA e utilizzata per aiutare un altro treno ad accelerare, ma solo se sta accelerando nello stesso momento in cui viene generata l'energia, afferma Laurie Actman, direttore delle relazioni con il governo e dello sviluppo del business presso Viridity. Altrimenti quel potere è perso.
L'immissione di energia nella rete elettrica potrebbe rivelarsi più preziosa che utilizzarla per alimentare i treni. Gli operatori di rete devono bilanciare domanda e offerta. Ora lo fanno inviando segnali alle centrali elettriche che hanno accettato di funzionare a una capacità inferiore alla piena capacità, in modo che le stazioni possano aumentare o diminuire rapidamente la potenza, a volte solo per pochi secondi alla volta. Ma le centrali elettriche richiedono tempo per aumentare e diminuire la potenza, il che può rendere difficile per gli operatori di rete tenere il passo con le fluttuazioni della domanda. Una batteria può fornire scariche di energia quasi istantaneamente, afferma Kevin Morelock, direttore dell'IT e dei progetti di Viridity.
La fornitura di brevi esplosioni di energia in risposta ai segnali degli operatori di rete è un servizio chiamato regolazione della frequenza. In momenti in cui i prezzi dell'elettricità sono alti, come nelle giornate calde in cui la domanda è elevata, può essere più redditizio smettere di offrire la regolazione della frequenza e semplicemente vendere energia alla rete.
Il progetto pilota, finanziato da una sovvenzione di $ 900.000 dal Autorità per lo sviluppo energetico della Pennsylvania , deve affrontare due sfide tecniche primarie. Il primo è selezionare una batteria in grado di assorbire e scaricare rapidamente l'elettricità, potenzialmente per centinaia di migliaia di cicli, afferma Morelock. Viridity sta attualmente valutando diverse tecnologie di batteria, come quella al piombo (che è economica, ma non dura a lungo) e agli ioni di litio (che è stata sviluppata da aziende come AltairNano e Sistemi A123 ).
L'altra sfida è sviluppare un software in grado di analizzare rapidamente i dati dal sistema SEPTA e da vari mercati dell'elettricità e decidere come utilizzare al meglio l'energia immagazzinata. Viridity ha già sviluppato un software simile per la gestione degli edifici, il prelievo di energia dai pannelli solari o la moderazione della domanda di energia dai sistemi di condizionamento dell'aria e altri carichi per aiutare a stabilizzare la rete.
Mark Duvall , il direttore del trasporto elettrico e dello stoccaggio dell'energia presso l'Electric Power Research Institute di Palo Alto, in California, afferma che il progetto ha fissato un obiettivo aggressivo per il risparmio energetico. Ma molto dipenderà da quanta capacità di frenata rigenerativa potrà essere sfruttata, dice, e la redditività dipenderà dal costo delle batterie, anche se questi costi dovrebbero diminuire rapidamente nei prossimi anni. È un bene che stiano esaminando questo. Quello che imparano può aiutare altre agenzie di transito, dice.