Микросети против бедствий

Возобновляемые источники энергии повышают надёжность энергоснабжения
30.06.2020
Мария Суханова

Современная медицинская техника требует бесперебойной подачи электроэнергии, поэтому обеспечение надёжной электросетевой инфраструктуры - одна из главнейших задач при строительстве новых больниц и перепрофилировании старых.

Наиболее важные объекты здравоохранения требуют электроснабжения по первой категории надёжности. Недаром для перепрофилирования поликлинического отделения Бронницкой центральной районной больницы в госпиталь для больных с коронавирусной инфекцией компания «Россети Московский регион» выделила 1 МВт дополнительной мощности, а для аналогичного перепрофилирования одного из корпусов Жуковской городской клинической больницы - 800 кВт. В обоих случаях кабельные линии и трансформаторы были продублированы. А для открывшегося в апреле инфекционного центра в Новой Москве компания «Россети» проложила две кабельные линии - основную и резервную - от двух разных подстанций; общая протяжённость смонтированных кабелей превысила 80 км.

Но дублирование линий возможно далеко не везде, причём оно всегда обходится дорого, как и другие методы резервирования питания, что заставляет искать альтернативные решения. Возможно, в этом качестве нашим читателям будут интересны микросети (в терминологии российского Системного оператора - «активные энергетические комплексы»), то есть локальные электросети на основе небольших (как правило, возобновляемых) источников энергии, набирающие сейчас популярность за рубежом.

В нормальном режиме микросеть работает в связке с традиционной централизованной энергетической сетью, которая компенсирует разницу выработки и потребления энергии, но при необходимости может переходить в автономный режим. Поскольку такая необходимость возникает довольно редко, потребители, рассматривая проекты микросетей, больше думают о том, чтобы снизить затраты на покупную электроэнергию, а заодно внести вклад, пусть и скромный, в решение экологических проблем. Но в период кризиса эти соображения, сами по себе достаточно важные, отходят на второй план, и потребителей волнует прежде всего надёжность. Как считает главный редактор сетевого издания Microgrid Knowledge Элиза Вуд, хотя из-за пандемии рынок микросетей переживает далеко не лучшие времена, спрос на нём восстановится, как только ситуация стабилизируется. Так уже не раз бывало после крупных ураганов, лесных пожаров и других стихийных бедствий.

Причины заняться надёжностью

В отличие от пожаров и ураганов пандемия не повреждает непосредственно инфраструктуру энергоснабжения, тем не менее она заставляет нас придавать энергетической безопасности особое значение. Во-первых - и это самое очевидное, - электричество необходимо больницам: для тяжёлых пациентов с коронавирусом это в прямом смысле вопрос жизни и смерти.

Во-вторых, «обычные» стихийные бедствия никто не отменял, даже наоборот - природа постоянно удивляет нас погодными аномалиями. По всему миру уже горят леса, а лето 2020 года ожидается очень жаркое, так что надо готовиться к ещё более масштабным лесным пожарам, разрушительным ураганам и наводнениям. И в экстренных службах это хорошо понимают.

В-третьих, пандемия форсировала переход офисных работников на удалённый интернет-доступ. Понятно, что после снятия ограничений многие с радостью вернутся в родной офис, но отнюдь не все. По оценкам (разумеется, очень приблизительным) аналитиков, от 25 до 30% работников останутся на домашнем режиме. А по корпоративным стандартам рабочее место должно снабжаться энергией независимо от того, где оно находится, и это тоже аргумент в пользу домашних микросетей.

ЧС особого типа

Микросеть индейской резервации Блю-Лейк в округе Гумбольдт в Калифорнии была установлена в 2017 году и в штатном режиме обслуживает её повседневные нужды. А в октябре прошлого года, когда компания Pacific Gas and Electric (PG&E) - основной поставщик электроэнергии для округа - должна была на три дня прекратить подачу тока, чтобы помешать распространению лесного пожара, именно микросеть помогла организовать экстренную помощь. Несколько жителей расположенного рядом одноимённого городка, которым нужно было подключить медицинские приборы, временно переселились в отведённые им номера гостиницы для туристов, а все остальные ходили в резервацию заряжать от микросети свои мобильные телефоны и электротранспорт, пользоваться Интернетом и т. п.; там же действовал и временный офис ежедневной окружной газеты. Резервные дизельные генераторы обеспечили током насосы заправочной станции, муниципального водопровода и рыбоводческой фермы.

Пандемия поставила перед резервацией новую проблему - как распорядиться избыточной мощностью? Туристы перестали приезжать, энергопотребление упало, а отправить «лишнюю» энергию, выработанную солнечными панелями, в сеть PG&E невозможно - имеющееся подключение позволяет только получать недостающую мощность. Но когда Шашанк Панде, архитектор программных решений Siemens, устанавливавший и настраивавший контроллер микросети, заглянул в системный журнал, оказалось, что перенастраивать контроллер уже не нужно - он автоматически адаптировался к новому профилю загрузки сети, ориентируясь на финансовые результаты. Перестроился алгоритм использования аккумуляторных батарей: раньше они заряжались в основном в тёмное время суток (при низком тарифе) от сети PG&E, а днём отдавали энергию. Теперь же, с появлением излишков бесплатной энергии от солнечных батарей, они заряжаются днём, а отдают энергию ночью. Лишившись туристского бизнеса, резервация включилась в правительственную программу доставки еды престарелым, взяв на себя обслуживание территории площадью в 1400 квадратных миль.

Микросеть вместе с больницей

Многие проекты строительства микросетей на фоне пандемии остановлены, но те из них, которые относятся к энергообеспечению медицинских учреждений, продолжают развиваться. Так, Microgrid Knowledge сообщает о пуске резервной микросети на базе газовой генерации в медицинском центре Citizens в Техасе, об оборудовании двух экстренно развёрнутых больниц в Калифорнии блоками твердооксидных топливных элементов и о многом другом. Особо хочется выделить проект мобильной модульной больницы Winch Clinic, в котором микросеть выступает не как резервная, а как основная система снабжения энергией. Его разработчик, британская компания Winch Energy, специализируется на автономных энергосистемах для удаленных районов и работает главным образом на африканском рынке. Модули Winch Clinic оборудуются в стандартных 20- или 40-футовых контейнерах в конфигурации на четыре или восемь комнат, где в зависимости от потребности можно разместить амбулаторию, смотровой кабинет, операционную, блок интенсивной терапии, палату стационара и т. п. Микросеть, включающая солнечные панели на крышах модулей и аккумуляторы, позволяет в жарких странах в круглосуточном режиме поддерживать системы жизнеобеспечения (кондиционирование, вентиляцию, фильтрацию воздуха, освещение, подачу и отведение воды) и специализированное медицинское оборудование, в том числе необходимые для тяжёлых случаев заболевания COVID-19 аппараты искусственной вентиляции легких. По запросу обеспечиваются дополнительные функции, такие как спутниковое подключение к Интернету или зарядка дронов, доставляющих припасы и материалы.

Больница может быть развёрнута менее чем за месяц и в африканских условиях скорее всего останется в работе и после окончания ЧС. «Недавняя пандемия COVID-19 лишь вновь подчеркнула необходимость создания медицинских пунктов, способных надёжно функционировать круглые сутки, оказывая помощь пациентам и предотвращая распространение заболевания», - отмечает глава компании Николас Ригли.

Источник: Энерговектор

Читайте другие наши материалы