Utility grids en microgrids hebben veel gemeen. Beide dienen dezelfde functie – om elektrische stroom te leveren aan consumenten. Beide zijn onderworpen aan dezelfde beperkingen—ervoor te zorgen dat elektrische opwekking en elektrische belasting te allen tijde gelijk zijn. Hun componenten zijn echter verschillend.
Microgrids zijn op een veel kleinere schaal dan nutsrasters en bevatten daarom componenten die dienovereenkomstig worden verkleind.
hier zijn de belangrijkste componenten van een microgrid:
bronnen voor elektriciteitsopwekking binnen microgrids
het kloppende hart van een microgrid bestaat uit een reeks bronnen voor elektriciteitsopwekking. Typische opwekkingsbronnen in microgrids zijn diesel-en / of aardgasgeneratoren, zonnepanelen en windturbines.
de meest basale microgrids worden meestal gebouwd rond een of meer dieselgeneratoren. Wanneer aardgas beschikbaar is, behoren ook gasgeneratoren tot de beschikbare opties. Oudere eilandmicrogrids, bijvoorbeeld, zijn gebaseerd op een kleine elektriciteitscentrale bestaande uit een paar dieselmotoren gekoppeld aan alternatoren. Generatoren zijn de standaard keuze om een microgrid van stroom te voorzien omdat ze een breed scala aan belastingen kunnen dekken en omdat ze kunnen worden gebruikt als back-upvoeding. Ze starten snel, reageren op veranderingen in de belasting en kunnen op verschillende brandstoffen werken.
brandstofceltechnologie is in opkomst als een geldige optie om op verzoek stroom te leveren op microgrids. Brandstofcellen kunnen draaien op aardgas, waterstof en andere minder gangbare brandstoffen. Hoewel de kosten ervan te hoog blijven om op grote schaal te worden gebruikt, worden waterstofbrandstofcellen beschouwd als een Potentiële Bron van kleinschalige CO2-vrije elektriciteit.
intermitterende energiebronnen binnen microgrids
de kosten van zonnepanelen zijn zo laag geworden dat in sommige regio ‘ s de installatie ervan in woningen en bedrijven een no-brainer is. Universiteitscampussen, industriële installaties en andere met een microgrid uitgeruste installaties kunnen in grote aantallen zonnepanelen installeren, waardoor aanzienlijke besparingen op hun energierekeningen worden gerealiseerd. In feite bouwen velen een microgrid specifiek om beter te kunnen integreren en te profiteren van hun zonnebronnen.
energieopslag binnen microgrids
veel huiseigenaren kiezen er soms voor om hun fotovoltaïsche installatie thuis aan te vullen met een accupakket. Ook nemen veel microgrid-eigenaren batterijenergie-opslag in hun systeem op. Met de prijs van lithium-ion batterijen op een all-time laag, de voordelen van het toevoegen van een energie-opslag resource vaak rechtvaardigen de extra kosten.
Ten Eerste leveren batterijenergieopslagsystemen een dienst die “tijdverschuiving” wordt genoemd. Time-shifting batterijen verzamelen extra elektriciteit van een oversized zonnestelsel gedurende de dag, en vervolgens ontladen van de batterij nadat de zon is ondergegaan om ‘ s nachts belasting eisen te voldoen. Op dezelfde manier kunnen batterijen worden ontladen op momenten dat de output van de zonne-array niet voldoet aan de belastingvereisten, zoals korte perioden van piekvraag. Hierdoor kan de eigenaar het gebruik van intermitterende middelen maximaliseren.
een ander voordeel van batterijsystemen is hun vermogen om direct te reageren op veranderingen in de vraag naar elektriciteit op het microgrid. Het hebben van een batterij dienen als standby-capaciteit is vaak veel kosteneffectiever dan het stationair draaien van een extra generator 24/7 in het geval de vraag onverwacht toeneemt. Denk aan energieopslag als het vet op het microgrid waar energie wordt opgeslagen.
belastingbeheer binnen microgrids
sommige eigenaren van microgrids hebben de mogelijkheid om de vraag naar elektriciteit actief te beheren op dezelfde manier als zij de elektriciteitsopwekking beheren.
wanneer een grote elektrische machine ergens op het microgrid opstart, moeten de generatoren die het microgrid leveren, snel oprijden om aan de extra vraag te voldoen. Microgrids die de vraag actief beheren, hebben een andere optie. Ze kunnen de vraag elders op het microgrid verminderen, bijvoorbeeld door de AC van een gebouw tijdelijk uit te schakelen. Het resultaat is dat vraag en opwekking opnieuw worden uitgebalanceerd zonder dat de opwekking toeneemt.
controle en communicatie binnen microgrids
Microgrids hebben een brein en een zenuwstelsel nodig om veilig en effectief te kunnen werken, en hebben daarom geavanceerde microgrids-besturingssystemen nodig.
grote nutsnetten bedienen miljoenen consumenten en hebben een aanzienlijke traagheid, waardoor het potentieel voor snelle, ongecontroleerde veranderingen wordt beperkt. Microgrids daarentegen bevatten minder belastingen en hulpbronnen en zijn gevoeliger voor variaties in belasting en productie. Het opstarten van verschillende grote elektrische machines zonder de zekerheid dat een gelijkwaardige hoeveelheid van de generatie beschikbaar is, is een zekere manier om het microgrid crashen.
het besturingssysteem van een microgrid omvat doorgaans meerdere besturingseenheden en sensoren die over het grondgebied zijn verdeeld. Een Scada-systeem (Supervisory Control and Data Acquisition) is ook nodig om gegevens te verzamelen en instructies te verspreiden.
als het SCADA-systeem het zenuwstelsel van het microgrid is, dan is de software voor energiebeheer het brein; deze software kan zeer geavanceerd zijn. Kunstmatige intelligentie (AI) en machine-learning functies laten moderne energie management software om te leren om beter te anticiperen op belasting van de consumenten op de microgrid en de opwekking van hernieuwbare activa, om het systeem te optimaliseren om te draaien in de meest kosteneffectieve manier. Het maximaliseren van het gebruik van hernieuwbare hulpbronnen, het minimaliseren van de kosten van fossiele brandstoffen en het handhaven van de betrouwbaarheid van de apparatuur en het microgrid, terwijl het verzenden van de lading, wordt allemaal verzorgd door de energie management software, binnen de parameters die door de eigenaar van het microgrid.
schakelapparatuur, omvormers en andere apparatuur
ten slotte omvatten microgrids andere kritieke onderdelen zoals elektrische kabels, stroomonderbrekers, transformatoren en meer. Deze componenten zijn de botten, spieren en bloedvaten van een microgrid. Ze verbinden generatiebronnen met consumenten en laten het besturingssysteem van het microgrid toe om veranderingen in de toestand van het microgrid door te voeren.
automatische overdrachtsschakelaars isoleren bijvoorbeeld verschillende opwekkingsactiva om ervoor te zorgen dat bijvoorbeeld de wisselstroom-omvormer verbonden met een zonne-array geen elektriciteit naar een dieselgenerator voedt. Omvormers zetten het door batterijen of door zonnepanelen geleverde Gelijkstroomvermogen om in wisselstroom die adequaat is gesynchroniseerd met andere WISSELSTROOMBRONNEN op het microgrid.
geïnteresseerd in meer over microgrids? Misschien ook interessant:
- voorbeelden van waar microgrids worden gebruikt
- soorten microgrids, met voorbeelden
- voordelen van Microgrids, en waarom hebben bedrijven deze nodig?
- Wat is een microgrid en hoe microgrids werken