突破性的NREL实验室可以解决可再生能源-电网集成问题

电网集成是清洁能源的数百万美元的问题–随着可再生能源，电动汽车和智能电网规模的扩大，它们将如何影响可靠性？

通过NREL进行ESIF外部渲染

好吧，我们现在得到了能源部国家可再生能源实验室（NREL）的一百万美元的答复。NREL已启动了能源系统集成设施（ESIF），这是一项革命性的研究设施，专门致力于研究清洁能源技术如何在公用事业规模上整合到电网中。

ESIF将于今年夏天正式开放时，它将在182,500平方英尺的近20个实验实验室和测试台中接待200名研究人员，并将成为美国首个兆瓦级清洁能源网格集成研发设施。

美国的电网是数十年前在大型发电厂的集中式能源系统在远距离传输电力的前提下建立的。但是，可变的可再生电力的兴起以及对分布式发电和弹性社区的日益强烈的喧嚣意味着，范式正在不断发生变化。

尽管变化可能很好，但可变电源和跨部门却不是-至少对于电网而言。尽管风能预报技术已引入美国公用事业公司，正在进行36小时的太阳能预报，并且突破性的可再生能源预报可能会在2015年冲击电网，但电网运营商仍必须应对因接入电网而产生的固有峰谷。取决于天气的电源和取决于插件的电动汽车。

输入ESIF。该设施拥有多种功能，可专门解决因美国在老化的能源基础设施上向清洁能源的未来过渡而带来的发电，输电和电网运行挑战。集成研究将包括以下方面的工作：建筑和设施系统，社区可再生能源发电，微电网，公用事业规模的可再生系统，车辆到电网的相互作用以及能效效应。

ESIF对公司和学术机构均开放，公司为保留其知识产权和数据权而支付全部研究费用，而学术用户则因同意发表其研究结果而支付一定的折扣费。

NREL的Dave Mooney说：“公共或私营部门目前不存在类似于ESIF的集成系统和组件测试功能。”“ ESIF的能力将极大地加速改变能源系统所需的研究。”

ESIF最有前途的功能是能够在公用事业规模的产出中展示可再生能源与电网的融合。该设施的兆瓦级规模的硬件在环系统将使研究人员和制造商可以在实时仿真过程中，在实际的电网负荷水平下测试集成度，以在上市之前评估性能。

通过NREL的ESIF设施布局

而且由于兆瓦级测试会创建大量数据，因此ESIF包含了一个PB级的超级计算机，能够以每秒1万亿次运算的速度处理大规模建模。否则，这种模拟将太昂贵或不可能在实际环境中进行。有趣的是，ESIF的超级计算机不仅是致力于清洁能源研究的最快的超级计算机，还是世界上最节能的超级计算机之一。

除了先进的测试和超级计算功能外，ESIF还具有沉浸式数据可视化中心，使研究人员能够在完全虚拟的环境中与他们的数据集和实验进行交互。

即使所有这些功能都意味着ESIF将消耗大量能源，但它也将尽可能地节省能源。该设施正在按照美国绿色建筑委员会标准建造，以达到LEED金级标准，其功能包括将数据中心/实验室废能源用于加热，日光与高效照明相结合，以及多种创新的冷却系统。

现在说ESIF是否是释放美国清洁能源和智能电网潜力的关键还为时过早，但是该设施已经拥有了第一位用户，即Advanced Energy Industries。这家总部位于科罗拉多州的公司正在开发低成本，高效率的太阳能逆变器，并且有望在新的可再生电网整合突破中代表先锋。