Utility grids a microgrids mají mnoho společného. Oba slouží stejné funkci-dodávat elektrickou energii spotřebitelům. Oba podléhají stejným omezením-zajištění toho, aby výroba elektrické energie a elektrická zátěž byly vždy stejné. Jejich složky se však liší.
Mikrogridy jsou v mnohem menším měřítku než rozvodné sítě a v důsledku toho zahrnují komponenty, které jsou odpovídajícím způsobem zmenšeny.
zde jsou hlavní složky mikrogridu:
zdroje na výrobu elektřiny v mikrogridech
tlukot srdce mikrogridu se skládá ze sady zdrojů na výrobu elektřiny. Mezi typické zdroje výroby, které se nacházejí v mikrogridech, patří generátory nafty a / nebo zemního plynu, solární pole a větrné turbíny.
nejzákladnější mikrogridy jsou obvykle postaveny kolem jednoho nebo více dieselových generátorů. Pokud je k dispozici zemní plyn, plynové generátory jsou také mezi dostupnými možnostmi. Starší ostrovní mikrogridy jsou například založeny na malé elektrárně sestávající z několika dieselových motorů spojených s alternátory. Generátory jsou výchozí volbou pro napájení mikrogridu, protože mohou pokrýt širokou škálu zatížení a protože mohou být použity jako záložní napájení. Začínají rychle, reagují na změny zatížení a mohou pracovat na různých palivech.
technologie palivových článků se objevuje jako platná možnost poskytovat napájení na mikrogridech na vyžádání. Palivové články mohou běžet na zemní plyn, vodík a další méně běžná paliva. Přestože jejich náklady zůstávají příliš vysoké na to, aby mohly být široce používány, jsou vodíkové palivové články považovány za potenciální zdroj elektřiny bez CO2 v malém měřítku.
přerušované zdroje energie v mikrogridech
náklady na solární panely jsou tak nízké, že v některých regionech je jejich instalace na domácnosti a podniky samozřejmostí. Univerzitní kampusy, průmyslová zařízení a další vybavená mikrogrid mohou instalovat solární pole ve velkém počtu, čímž dosáhnou významných úspor na svých účtech za energii. Ve skutečnosti mnozí staví mikrogrid speciálně, aby mohli lépe integrovat a využívat svých solárních zdrojů.
skladování energie v mikrogridech
mnoho majitelů domů se někdy rozhodne doplnit svou domácí fotovoltaickou instalaci baterií. Stejně tak mnoho majitelů mikrogridů začleňuje do svého systému ukládání energie z baterie. S cenou lithium-iontových baterií na historickém minimu výhody přidání zdroje skladování energie často odůvodňují dodatečné náklady.
systémy pro ukládání energie z baterií poskytují službu známou jako „posun času“. Baterie s časovým posunem shromažďují během dne extra elektřinu z nadměrné sluneční soustavy a poté, co slunce zapadne, vybijí baterii, aby splnily požadavky na noční zatížení. Podobně mohou být baterie vybity v době, kdy výstup solárního pole neodpovídá požadavkům na zatížení, jako jsou krátká období špičkové poptávky. To umožňuje majiteli maximalizovat využití přerušovaných zdrojů.
další výhodou bateriových systémů je jejich schopnost okamžitě reagovat na změny poptávky po elektřině na mikrogrid. Mít baterii sloužící jako pohotovostní kapacita je často mnohem nákladově efektivnější než volnoběh dalšího generátoru 24/7 v případě neočekávaného zvýšení poptávky. Myslete na skladování energie jako tuk na mikrogrid, kde je uložena energie.
řízení zátěže v rámci mikrogridů
někteří vlastníci mikrogridů mají možnost aktivně řídit poptávku po elektřině stejným způsobem, jakým řídí výrobu elektřiny.
ve výchozím nastavení, když se někde na mikrogridu spustí velký elektrický stroj, musí generátory dodávající mikrogrid rychle nabrat, aby uspokojily další poptávku. Mikrogridy, které aktivně řídí poptávku, mají další možnost. Mohou snížit poptávku někde jinde na mikroregionu, například tím, že dočasně vypnou klimatizaci budovy. Výsledkem je, že poptávka a generace jsou opět vyváženy bez zvyšování generace.
řízení a komunikace v rámci mikrogridů
Mikrogridy potřebují mozek a nervový systém, aby fungovaly bezpečně a efektivně, a proto potřebují mít sofistikované řídicí systémy mikrogridů.
široké rozvodné sítě slouží milionům spotřebitelů a mají značné množství setrvačnosti, což omezuje potenciál pro rychlé, nekontrolované změny. Mikrogridy naproti tomu zahrnují méně zatížení a zdrojů a jsou citlivější na změny zatížení a generace. Spuštění několika velkých elektrických strojů bez záruky, že je k dispozici ekvivalentní množství generace, je jistým způsobem, jak havarovat mikrogrid.
řídicí systém mikrogridu obvykle zahrnuje více regulátorů a senzorů rozmístěných po jeho území. Pro sběr dat a distribuci pokynů je také vyžadován systém kontroly a sběru dat (SCADA).
pokud je SCADA systém nervovým systémem mikrogridu, pak je software pro správu energie mozkem; tento software může být vysoce sofistikovaný. Umělá inteligence (AI) a funkce strojového učení umožňují modernímu softwaru pro správu energie naučit se lépe předvídat zátěž spotřebitelů na mikrogridu a výrobu z obnovitelných zdrojů, optimalizovat systém tak, aby fungoval co nejhospodárnějším způsobem. Maximalizace využití obnovitelných zdrojů, minimalizace nákladů na fosilní paliva a zachování spolehlivosti zařízení a mikrogridu, to vše při odesílání zátěže, se stará o software pro správu energie v rámci parametrů stanovených vlastníkem mikrogridu.
rozvaděče, střídače a další zařízení
a konečně mikrogridy zahrnují další kritické komponenty, jako jsou elektrické kabely, jističe, transformátory a další. Tyto složky jsou kosti, svaly a krevní cévy mikrogridu. Propojují zdroje generace se spotřebiteli a umožňují řídícímu systému microgrid provádět změny stavu microgrid.
automatické přenosové spínače například izolují různá zařízení výroby, aby zajistily, že například střídač střídavého proudu spojený se solárním polem nepřivede elektřinu do dieselového generátoru. Střídače převádějí stejnosměrný proud dodávaný bateriemi nebo solárními panely na střídavý proud, který je adekvátně synchronizován s jinými zdroji střídavého proudu na mikrogrid.
máte zájem o více informací o microgrids? Mohlo by se vám také líbit:
- příklady, kde se používají mikrogridy
- typy mikrogridů, s příklady
- výhody Mikrogridů a proč je podniky potřebují?
- co je mikrogrid a jak mikrogridy fungují