a közüzemi hálózatokban és a mikrogridekben sok a közös. Mindkettő ugyanazt a funkciót szolgálja—a fogyasztók elektromos áramellátását. Mindkettőre ugyanazok a korlátozások vonatkoznak—biztosítva, hogy az elektromos termelés és az elektromos terhelés mindig egyenlő legyen. Összetevőik azonban eltérőek.
a Mikrorácsok sokkal kisebb méretűek, mint a közüzemi hálózatok, és ennek eredményeként olyan összetevőket tartalmaznak, amelyek ennek megfelelően kicsinyítettek.
itt vannak a mikrogrid fő összetevői:
villamosenergia-termelési erőforrások a mikrogrideken belül
a mikrogrid dobogó szíve villamosenergia-termelési erőforrások készletéből áll. A mikrográcsokban található tipikus termelési erőforrások közé tartoznak a dízel-és / vagy földgázgenerátorok, napelemek és szélturbinák.
a legalapvetőbb mikrorácsok általában egy vagy több dízelgenerátor köré épülnek. Ha földgáz áll rendelkezésre, a gázgenerátorok szintén a rendelkezésre álló lehetőségek közé tartoznak. A régebbi szigeti mikrorácsok például egy kis erőműn alapulnak, amely néhány dízelmotorból áll, generátorokkal összekapcsolva. A generátorok az alapértelmezett választás a mikrogrid táplálására, mivel a terhelések széles skáláját képesek lefedni, és mert tartalék energiaként használhatók. Gyorsan indulnak, reagálnak a terhelés változásaira, és különféle üzemanyagokkal működhetnek.
az üzemanyagcellás technológia a mikrorácsok igény szerinti áramellátását lehetővé tevő érvényes opcióként jelenik meg. Az üzemanyagcellák földgázzal, hidrogénnel és más kevésbé gyakori üzemanyagokkal működhetnek. Bár költségeik továbbra is túl magasak ahhoz, hogy széles körben használják őket, a hidrogén üzemanyagcellákat a kisméretű CO2-mentes villamos energia potenciális forrásának tekintik.
szakaszos energiaforrások a mikrogrideken belül
a napelemek költsége olyan alacsony lett, hogy egyes régiókban az otthoni és üzleti telepítésük nem könnyű. Az egyetemi campusok, ipari létesítmények és mások, amelyek mikrogriddel vannak felszerelve, nagy számban telepíthetik a napelemeket, így jelentős megtakarítást érhetnek el energiaszámlájukon. Valójában sokan kifejezetten azért építenek mikrogridet, hogy jobban integrálhassák és kihasználhassák napenergia-erőforrásaikat.
energiatárolás mikrogrideken belül
sok háztulajdonos néha úgy dönt, hogy otthoni fotovoltaikus telepítését akkumulátorral egészíti ki. Hasonlóképpen, sok mikrogrid-tulajdonos beépíti az akkumulátor energiatárolását a rendszerébe. Mivel a lítium-ion akkumulátorok ára mindig alacsony, az energiatároló erőforrás hozzáadásának előnyei gyakran igazolják a többletköltségeket.
egyrészt az akkumulátor energiatároló rendszerei “időeltolódás”néven ismert szolgáltatást nyújtanak. Az időeltolódó akkumulátorok napközben extra villamos energiát gyűjtenek egy túlméretezett naprendszerből, majd a nap lenyugvása után lemerítik az akkumulátort, hogy megfeleljenek az éjszakai terhelési igényeknek. Hasonlóképpen, az akkumulátorok lemerülhetnek olyan esetekben, amikor a napelemes kimenet nem felel meg a terhelési követelményeknek, például a rövid csúcsigény. Ez lehetővé teszi a tulajdonos számára, hogy maximalizálja az időszakos erőforrások felhasználását.
az akkumulátorrendszerek további előnye, hogy képesek azonnal reagálni a mikrogrid villamosenergia-igényének változásaira. Az akkumulátor készenléti kapacitása gyakran sokkal költséghatékonyabb, mint egy extra generátor alapjáraton 24/7, ha a kereslet váratlanul növekszik. Gondolj az energiatárolásra, mint a mikrogrid zsírjára, ahol az energia tárolódik.
terheléskezelés a mikrogrideken belül
néhány mikrogrid-tulajdonosnak lehetősége van arra, hogy aktívan kezelje a villamosenergia-igényt ugyanúgy, mint a villamosenergia-termelést.
alapértelmezés szerint, amikor egy nagy elektromos gép elindul valahol a mikrográcson, a mikrográcsot ellátó generátoroknak gyorsan fel kell emelkedniük, hogy megfeleljenek a további igényeknek. A keresletet aktívan kezelő mikrogrideknek van egy másik lehetőségük. Csökkenthetik a keresletet valahol máshol a mikrográcson, például egy épület váltakozó áramának ideiglenes kikapcsolásával. Az eredmény az, hogy a kereslet és a termelés ismét kiegyensúlyozódik a termelés növelése nélkül.
Mikrogrideken belüli vezérlés és kommunikáció
a Mikrogrideknek agyra és idegrendszerre van szükségük a biztonságos és hatékony működéshez, így kifinomult mikrogrid vezérlőrendszerekkel kell rendelkezniük.
a széles körű közüzemi hálózatok fogyasztók millióit szolgálják ki, és jelentős tehetetlenséggel rendelkeznek, ami korlátozza a gyors, ellenőrizetlen változások lehetőségét. A mikrorácsok ezzel szemben kevesebb terhelést és erőforrást tartalmaznak, és érzékenyebbek a terhelés és a termelés változásaira. Több nagy elektromos gép indítása anélkül, hogy biztosítaná, hogy egyenértékű mennyiségű termelés áll rendelkezésre, biztos módja a mikrogrid összeomlásának.
a mikrogrid vezérlőrendszere általában több vezérlőt és érzékelőt tartalmaz a területén elosztva. Az adatok gyűjtéséhez és az utasítások terjesztéséhez felügyeleti ellenőrzési és adatgyűjtési (SCADA) rendszerre is szükség van.
ha a SCADA rendszer a mikrogrid idegrendszere, akkor az energiagazdálkodási szoftver az agy; ez a szoftver nagyon kifinomult lehet. A mesterséges intelligencia (AI) és a gépi tanulási funkciók lehetővé teszik a modern energiagazdálkodási szoftverek számára, hogy jobban előre jelezzék a fogyasztók terhelését a mikrogriden és a megújuló eszközökből történő termelést, hogy optimalizálják a rendszert a leginkább költséghatékony módon. A megújuló erőforrások felhasználásának maximalizálása, a fosszilis tüzelőanyagok költségeinek minimalizálása, valamint a berendezések és a mikrogrid megbízhatóságának fenntartása, mind a rakomány feladása közben, mind az energiagazdálkodási szoftver gondoskodik a mikrogrid tulajdonosa által megadott paramétereken belül.
kapcsolókészülékek, inverterek és egyéb berendezések
végül a mikrorácsok más kritikus alkatrészeket is tartalmaznak, például elektromos kábeleket, megszakítókat, transzformátorokat és így tovább. Ezek az összetevők a mikrogrid csontjai, izmai és erei. Összekapcsolják a generációs erőforrásokat a fogyasztókkal, és lehetővé teszik a mikrogrid vezérlőrendszerének, hogy megváltoztassa a mikrogrid állapotát.
az automatikus átviteli kapcsolók például elkülönítik a különböző termelési eszközöket annak biztosítására, hogy például a napelemes rendszerhez tartozó váltakozó áramú inverter ne táplálja a dízelgenerátort. Az inverterek az akkumulátorok vagy a napelemek által szolgáltatott egyenáramot VÁLTÓÁRAMMÁ alakítják, amely megfelelően szinkronizálva van a mikrogrid más váltakozó áramú erőforrásaival.
szeretne többet megtudni a mikrogridekről? Lehet, hogy ez is tetszik:
- példák a mikrorácsok használatára
- a mikrorácsok típusai, példákkal
- a Mikrorácsok előnyei, és miért van rájuk szükség a vállalkozásoknak?
- mi a mikrogrid és hogyan működik a mikrogrid?