siatki i mikrosieci mają wiele wspólnego. Oba służą tej samej funkcji-w celu zapewnienia energii elektrycznej dla konsumentów. Oba podlegają tym samym ograniczeniom-zapewniając, że wytwarzanie energii elektrycznej i obciążenie elektryczne są zawsze równe. Ich składniki są jednak różne.
mikrosieci mają znacznie mniejszą skalę niż sieci użytkowe i w rezultacie zawierają komponenty, które są odpowiednio zmniejszone.
oto główne składniki microgrid:
zasoby wytwarzania energii elektrycznej w mikrosieci
bijące serce mikrosieci składa się z zestawu zasobów wytwarzania energii elektrycznej. Typowe zasoby wytwórcze występujące w mikrosiedłach to generatory na olej napędowy i / lub gaz ziemny, kolektory słoneczne i turbiny wiatrowe.
najbardziej podstawowe mikrosieci są zwykle zbudowane wokół jednego lub więcej generatorów diesla. Gdy dostępny jest gaz ziemny, wśród dostępnych opcji znajdują się również Generatory gazowe. Na przykład starsze Mikrosilniki wyspowe bazują na małej elektrowni składającej się z kilku silników wysokoprężnych sprzężonych z alternatorami. Generatory są domyślnym wyborem do zasilania mikrosieci, ponieważ mogą pokrywać szeroki zakres obciążeń i mogą być używane jako zasilanie rezerwowe. Uruchamiają się szybko, reagują na zmiany obciążenia i mogą pracować na różnych paliwach.
technologia ogniw paliwowych pojawia się jako prawidłowa opcja dostarczania energii na żądanie na mikrosieci. Ogniwa paliwowe mogą pracować na gazie ziemnym, wodorze i innych mniej popularnych paliwach. Chociaż ich koszt pozostaje zbyt wysoki, aby można go było szeroko stosować, wodorowe ogniwa paliwowe są postrzegane jako potencjalne źródło energii elektrycznej wolnej od CO2 na małą skalę.
przerywane zasoby energii w mikrogrydach
koszt paneli słonecznych stał się tak niski, że w niektórych regionach ich instalacja w domach i firmach jest nie do pomyślenia. Kampusy uniwersyteckie, obiekty przemysłowe i inne wyposażone w mikrosieci mogą instalować kolektory słoneczne w dużych ilościach, osiągając w ten sposób znaczne oszczędności na rachunkach za energię. W rzeczywistości wielu buduje mikrosieci specjalnie, aby móc lepiej zintegrować i wykorzystać swoje zasoby słoneczne.
magazynowanie energii w mikrogrydach
wielu właścicieli domów czasami decyduje się na uzupełnienie domowej instalacji fotowoltaicznej o akumulator. Podobnie wielu właścicieli mikrosieci włącza do swojego systemu magazynowanie energii z baterii. Ponieważ cena akumulatorów litowo-jonowych jest zawsze niska, korzyści płynące z dodania zasobnika energii często uzasadniają dodatkowe koszty.
w przypadku jednego, systemy magazynowania energii akumulatorowej zapewniają usługę znaną jako”przesunięcie w czasie”. Baterie z przesunięciem czasu zbierają dodatkową energię elektryczną z ponadwymiarowego układu słonecznego w ciągu dnia, a następnie rozładowują baterię po zachodzie słońca, aby sprostać wymaganiom obciążenia przez noc. Podobnie, baterie mogą być rozładowywane w czasach, gdy wyjście z układu słonecznego nie odpowiada wymaganiom obciążenia, takim jak krótkie okresy szczytowego zapotrzebowania. Pozwala to właścicielowi zmaksymalizować wykorzystanie przerywanych zasobów.
Kolejną zaletą systemów akumulatorowych jest ich zdolność do natychmiastowego reagowania na zmiany zapotrzebowania na energię elektryczną w mikrosieci. Posiadanie baterii służącej jako pojemność rezerwowa jest często o wiele bardziej opłacalne niż praca na biegu jałowym dodatkowego generatora 24/7 w przypadku nieoczekiwanego wzrostu zapotrzebowania. Pomyśl o magazynowaniu energii jako tłuszczu w mikrogrydzie, w którym przechowywana jest energia.
zarządzanie obciążeniem w mikrosieci
niektórzy właściciele mikrosieci mają możliwość aktywnego zarządzania zapotrzebowaniem na energię elektryczną w taki sam sposób, w jaki zarządzają wytwarzaniem energii elektrycznej.
domyślnie, gdy duża maszyna elektryczna uruchamia się gdzieś na mikrosieci, Generatory zasilające mikrosieci muszą szybko przyspieszyć, aby zaspokoić dodatkowe zapotrzebowanie. Mikrosieci, które aktywnie zarządzają popytem, mają inną opcję. Mogą one zmniejszyć zapotrzebowanie w innym miejscu na mikrosieci, na przykład przez tymczasowe wyłączenie klimatyzacji budynku. W rezultacie popyt i wytwarzanie są ponownie zrównoważone bez zwiększania produkcji.
Kontrola i komunikacja w mikrogrydach
mikrogrydy potrzebują mózgu i układu nerwowego do bezpiecznego i skutecznego działania, co wymaga posiadania zaawansowanych systemów kontroli mikrogrydów.
rozległe sieci elektroenergetyczne obsługują miliony konsumentów i mają znaczną bezwładność, ograniczając możliwość szybkich, niekontrolowanych zmian. Natomiast mikrosieci zawierają mniej obciążeń i zasobów oraz są bardziej wrażliwe na zmiany obciążenia i generacji. Uruchomienie kilku dużych maszyn elektrycznych bez zapewnienia, że dostępna jest równoważna ilość generacji, jest pewnym sposobem na awarię mikrosieci.
system sterowania mikrosieci zazwyczaj obejmuje wiele sterowników i czujników rozmieszczonych na jej terytorium. Do gromadzenia danych i rozpowszechniania instrukcji wymagany jest również system nadzoru nad kontrolą i gromadzeniem danych (SCADA).
jeśli system SCADA jest układem nerwowym mikrogrydu, to oprogramowanie do zarządzania energią jest mózgiem; to oprogramowanie może być wysoce zaawansowane. Sztuczna inteligencja (AI) i funkcje uczenia maszynowego pozwalają nowoczesnemu oprogramowaniu do zarządzania energią nauczyć się lepiej przewidywać obciążenie konsumentów mikrosieci i generowanie z zasobów odnawialnych, aby zoptymalizować system tak, aby działał w najbardziej opłacalny sposób. Maksymalizacja wykorzystania zasobów odnawialnych, minimalizacja kosztów paliw kopalnych i utrzymanie niezawodności sprzętu i mikrosieci, a wszystko to przy wysyłce ładunku, jest zapewnione przez oprogramowanie do zarządzania energią, w ramach parametrów określonych przez właściciela mikrosieci.
rozdzielnice, falowniki i inne urządzenia
wreszcie mikrosieci obejmują inne krytyczne elementy, takie jak kable elektryczne, wyłączniki, transformatory i inne. Składniki te są kości, mięśnie i naczynia krwionośne mikrogleju. Łączą one zasoby wytwórcze z konsumentami i umożliwiają systemowi kontroli mikrosieci wpływanie na zmiany stanu mikrosieci.
automatyczne przełączniki transferu, na przykład, izolują różne zasoby wytwórcze, aby zapewnić, że na przykład falownik prądu przemiennego związany z układem słonecznym nie dostarcza energii elektrycznej do generatora diesla. Falowniki przekształcają moc prądu stałego dostarczaną przez baterie lub panele słoneczne na moc prądu przemiennego, która jest odpowiednio zsynchronizowana z innymi zasobami prądu przemiennego w mikrosieci.
interesuje cię więcej o mikrosieci? Może Ci się spodobać:
- Przykłady zastosowań mikrosieci
- rodzaje mikrosieci, z przykładami
- korzyści z mikrosieci i dlaczego firmy ich potrzebują?
- co to jest mikrogryd i jak działają mikrogrydy