美国电网是如何应对太阳能和风能的

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可再生能源正在上升。美国产生的电力大约15％来自风，太阳能，地热，水电和生物质等可再生资源，达到411万兆瓦（MWH）中的6400万在七月美国能源情报署(U.S. Energy Information Administration)的数据显示。十年前，这一比例仅为9%。从大规模的风力发电场到安装在屋顶上的单个电池板，可再生能源已经从新奇变为普遍。

这种趋势有许多环保主义者想知道美国能源的未来。作为其中的一部分ensia答案项目, in which readers suggest topics to be explored in future articles, the growth in renewable energy prompted reader Cynthia Pannucci to submit this question: "Financial support of renewable energy technologies in the U.S. seems strong now. Is our [electric grid] ready to utilize it effectively?"

这个问题的简短答案是没有。但随着可再生能源成为美国生成的整体电池池的较大部分，“网格” - 电力发电，高压传输线，变电站和带来家庭和企业带来权力的分配线 - 正在更新适应它。

电力生产商和向全国各地的家庭和企业分配电力的公用事业公司正在努力使可再生能源更容易提供电力美国人支持清洁能源电网，一个专注于现代化网格的非营利性倡导组。“过渡的基础是需要下碳的能量并停止散发温室气体，”Jimison说。“这是理解科学的每个人的优先事项。”

将可再生能源集成到电网中具有明显的环境效益。但是，升级了数千个个人公用事业公司和高压传输线路的巨大基础设施复杂。

升级成千上万的个人公用事业公司和高压传输线路组成的巨大基础设施复杂。

电网建立在单向模式下，电力在集中的站点产生，然后通过配电线路发送给最终用户。可再生能源发电设施——尤其是太阳能和风能——分布更为广泛。太阳能和风力发电厂可以接入主能源网，小型装置可以直接接入家庭。这意味着，在阳光充足或风大的日子里，从这些来源进入电网的电力代表了多余能源的供应，这些能源可以通过电网转到最需要的地方。除了用电可变定价等需求侧管理工具外，新的形式智能电网公用事业公司正在实施信息技术，以平衡能源的双向流动。

改善电网以容纳更多的可再生能源还意味着协调邻近地区的公用事业，以平衡需求和供应，并创造更好的太阳能和风能输出预测，以预测未来几天的发电水平，本·约克说，分布式能源整合项目的高级项目工程师电力研究所是一种在电力上进行研究和开发的非营利组织。他说，实现这些变化，“也可能挑战传输系统稳定性，系统运营商需要运行详细的模拟，以确保它们具有足够的资源来响应大事件并保持频率。”

增加电网中可再生能源的数量也会起到同样的作用需要大量的电池．可再生能源有时会产生比实际需要更多的电力。为了维持公用事业的能力，为其客户提供准确的电量，可再生能源站点正在增加大规模的锂离子电池，以存储电力，并在需要时分配电力。

这些大电池可以容纳多个电气的电力;这普通美国人家每年使用大约10兆瓦时．据基于华盛顿州的非营利组织的Gregory Wetstone的说法，将更多的可再生能源能够遵守U.S. Grid的汇率，以便为各种电池配备更多的电池。美国可再生能源委员会．他说，前进的关键优先事项将更好地激励储能的发展。他的组织是联盟的一部分，要求创建能量存储投资税收抵免作为其中的一部分2019年储能税收激励及部署法，今年早些时候在美国众议院介绍。

在全国的令人诉求的电气基础设施上移动电力是一项挑战，更广泛的互联将允许更可再生能源到达市场。

“在过去的四年中，网格中增加了超过77个新的可再生能力的Gigawatts。随着美国网格的持续现代化，我们将能够更多地增加更多，“韦斯蒂斯通说。”这很重要的是要注意，没有一个统一的美国。网格。在全国的Balkanized电气基础设施跨越电力是一项挑战，更广泛的互联将允许更可再生能源能够进入市场。“

国家可再生能源实验室(NREL)正在探索如何更好地整合三个主要网格区域构成了美国的能源体系。这三个系统几乎完全独立运行，其中一个几乎没有能力发送多余的电力来帮助满足另一个的需求。作为它的一部分互连接缝研究，NREL正在与国家实验室，大学和行业合作，开发新的三种能源在这三种系统中分享多元化的能源。如果成功，这项努力可以使德克萨斯州的丰富风能更容易，以田纳西州和缅因州（如田纳西州和缅因州）或太阳能从阳光西南到多云的西北地区的太阳能。

许多人认为，在可预见的未来，电网将继续需要过渡以更好地适应可再生能源。“任何资源结构的改变都需要仔细规划，”Wetstone说，“但我们知道，通过改进输电、扩大能源存储和其他先进技术的部署，高渗透率的可再生电网是可行的。”

要回答ensia读者Pannucci的原始问题，网格还没有准备好使用可再生能源技术。但是没有理由不应该 - 以及许多理由相信它即将到来。