用绿色能源构筑电网能效的未来

结合绿色能源可以为电网系统的升级换代带来巨大好处

有关于可持续性和能效的讨论不断，作为一个长久以来依靠煤炭和石油的国家，美国正逐步致力于用越来越多的绿色能源解决方案，来推动国家的发展。

不幸的是，我们目前的能源系统和电源问题还很多，而且远不止“松鼠啮噬电缆”这种问题。简而言之，目前产生能量的方法低效，而且对环境产生破坏。要解决这个问题，更新电网并采用智能技术极为重要。

秉承可持续发展理念的电气工程师，支持采用电网并利用建筑物来分配能源，同时尽量避免低效和能源浪费。但是，像太阳能电网这样的解决方案还没有大规模使用。

很明显，要实现更广泛的能效还有很长的路要走。而智能电网的使用是实现这一目标的方式之一，它将帮助人们在未来能够享受到清洁、绿色的能源。

为什么要采用智能电网

电网可做的贡献有很多，尤其是当我们考虑寻找降低能耗率的电源设计方法时。

用过去的老办法继续开展能源业务显然存在问题，但好消息是新技术可以解决它。忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists , UCS)表示，“我们目前的电网是几十年前建成的，主要用于从大型集中发电厂输送电力，其中大多数电厂使用煤炭和天然气等污染源。”

但是，面对新的能源，这种架构正在变得过时。UCS还说：“......新技术正在使这种电力传输方法及其配套基础设施越来越过时。如今，电力有更多来源 ——包括屋顶太阳能、风能和电池存储——电网技术的发展，需要赶上我们在能源来源上所取得的进展。

为适应新能源，设计电网的新方法也会发生很大变化。采用智能电网好处很多，如加州大学河滨分校所描述：

智能电网是一种现代化的发电、输电和配电系统，可以自动化管理21世纪日益增长的电力复杂性的需求。这种技术旨在整合和支持可再生能源，如太阳能、风能和水能等；为消费者提供有关其能源消耗的实时信息；并协助公共事业单位减少停电。

能够与绿色能源结合是电网系统更新换代的主要好处之一。将能效水平保持在设计技术的最前沿，是实现更加可持续发展的关键。智能电网就是为此而生的。

为什么还没有更多的大型太阳能电网

无论你怎么看待它，能源都是一门生意。如果大型太阳能电网开始发展并被广泛使用，传统电力公司最终可能会损失大量资金。更多资金开始注入提供绿色能源的风能和太阳能供应商，可能意味着煤炭和石油时代的结束。

尽管其中一些能源问题可以通过可持续的电气工程来解决，但大型太阳能电网普及仍然存在其他障碍。当前工业能源系统的很大一部分是陈旧和过时的，而这些过时的部件没有得到应有的维护，更加浪费能源。由于摩擦力造成的工业能源浪费非常之大，要解决它需要大量的技术更新甚至更换新设备，而这意味着花费更多的资金。

虽然很明显新的智能电网技术可以提高能效，但我们已经很清楚尚未看到更多大型太阳能电网的原因，它牵扯范围很广。电气工程师在节能方面的挑战，在一定程度上是平衡效率、成本和未来趋势。这个问题很复杂，需要进一步的研究和思考，但转向绿色能源必然是一个优先事项。

能效的重要性

能效的重要性不容小觑。想想您的家庭，随着您的碳足迹的增长，能源吸血鬼造成您每月的电费大幅度增加。工作中也同样。无论您走到哪里，都在使用能源 —— 而当能源不可再生时，这就是一个大问题。

具备环保意识的房主和办公室工作人员一直在努力减少他们的能源使用，如果整个电网都做同样的事情，这将是一个重大的改进。电气工程师可以极大地影响我们的福祉，无论是致力于绿色建筑、教会人们节省能源、还是努力创建更节能的电网。

气候的变化促使我们更加关注环境问题，以使子孙后代能够享受一个宜居和舒适的星球。这个星球的未来和电网的能效，取决于我们能否适应新电网设计和新能源带来巨大变化。如果我们能够成功地适应这种变化，那我们的孩子（和他们的孩子）将会感激我们。

本文同步刊登于电子工程专辑杂志2019年9月刊

责编：Yvonne Geng