美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)正在开发为未来月球基地供电的微电网。
该计划是美国国家航空航天局(NASA)阿耳特弥斯(Artemis)月球基地项目的一部分,预计该研究将为地球上的微电网的控制和恢复提供参考。
阿耳特弥斯计划的目标是到2025年为人类重返月球计划建立一个基地,位于月球南极,宇航员将在那里生活和工作很长时间,可能将历时两个月。以作为未来在火星殖民的技术试验场。
月球大本营概念包括一个居住单元,以及一个为了避免中断而相隔一定距离的采矿和加工设施,用于生产火箭燃料、水、氧气和其他生命所需的资源,这可能会减少来自地球的供应需求。
据报道,美国国家航空航天局(NASA)正在开发住宅单元的微电网控制器,以国际空间站的直流电力系统为基础。
桑迪亚的工作重点是设计采矿和处理中心微电网的电气系统控制器,以及连接两个微电网的控制器,以便在紧急情况下保持弹性和坚固性。
桑迪亚国家实验室的电气工程师Jack Flicker说:“像ISS这类微电网和像月球基地那样的微电网之间有一些非常重要的区别。”Jack Flicker正在研究将两个微电网连接起来的系统,并研究它们之间的电力流动和运行。
“其中一个差异是地理面积,这可能是一个问题,特别是在低直流电压下运行时。另一个因素是,当你开始扩展这些系统时,整个基地将会有更多的电力电子设备以及更多的分布式能源设施。”
已经开发了大约一年的采矿和加工中心控制器的目标是提出一个月球电力能源管理系统,该系统可以在不到千分之一秒的时间尺度上有效维持的全时系统。
测试在该组织专门的安全可伸缩微电网设施中进行,该设施由三个相互连接的直流微电网组成,这些微电网带有定制的电子设备,以模拟不同的电力生产系统和使用电力的设备。
该系统将连接采矿设施和居住单元的微电网,预计将包括灵活的电力路由和超大规模,以确保即使多个设备出现故障,也有足够的电力供应。
该团队还在探索两个微电网之间的连接如何运行,考虑的问题包括不同距离的传输效率和稳定性、最佳运行电压以及连接是直流还是交流。
“在突发事件中,比如在日食期间储能系统出现故障,我们希望能够将采矿设施的电力转移到大本营,以确保宇航员的安全,”Flicker补充说。
在测试设施中,桑迪亚团队还打算使用Kirtland空军基地的Emera DC微电网,以了解电力电子重型系统如何在低能源应急情况下运行和输送电力。
(原文来自:全球能源 新能源网综合) |