redes de Serviços Públicos e microrredes têm muito em comum. Ambos servem a mesma função-fornecer energia elétrica aos consumidores. Ambos estão sujeitos às mesmas restrições-garantindo que a geração elétrica e a carga elétrica sejam iguais em todos os momentos. Seus componentes, no entanto, são diferentes.
as microrredes estão em uma escala muito menor do que as redes de serviços públicos e, como resultado, incluem componentes que são dimensionados para baixo.
Aqui estão os principais componentes de uma microrrede:
recursos de Geração de eletricidade em microrredes
o coração pulsante de uma microrrede consiste em um conjunto de recursos de geração de eletricidade. Os recursos típicos de geração encontrados nas microrredes incluem geradores a diesel e / ou a gás natural, painéis solares e turbinas eólicas.
as microrredes mais básicas são geralmente construídas em torno de um ou mais geradores a diesel. Quando o gás natural está disponível, os geradores de gás também estão entre as opções disponíveis. As microrredes de ilhas mais antigas, por exemplo, são baseadas em uma pequena usina que consiste em alguns motores a diesel acoplados a alternadores. Os geradores são a escolha padrão para alimentar uma microrrede porque podem cobrir uma ampla gama de cargas e porque podem ser usados como energia de backup. Eles começam rapidamente, respondem às mudanças na carga e podem operar com uma variedade de combustíveis.
a tecnologia de células de combustível está emergindo como uma opção válida para fornecer energia sob demanda em microrredes. As células de combustível podem funcionar com gás natural, hidrogênio e outros combustíveis menos comuns. Embora seu custo permaneça muito alto para ser amplamente utilizado, as células de combustível de hidrogênio são vistas como uma fonte potencial de eletricidade livre de CO2 em pequena escala.
Intermitentes de recursos energéticos dentro de microrredes
O custo dos painéis solares tornou-se tão baixo que, em algumas regiões, a sua instalação em residências e empresas é um acéfalo. Campi universitários, Instalações Industriais e outros equipados com uma microrrede podem instalar painéis solares em grande número, obtendo assim economias significativas em suas contas de energia. Na verdade, muitos constroem uma microrrede especificamente para serem capazes de integrar e aproveitar melhor seus recursos solares.
armazenamento de energia dentro de microrredes
muitos proprietários às vezes optam por complementar sua instalação fotovoltaica doméstica com uma bateria. Da mesma forma, muitos proprietários de microgrid incorporam armazenamento de energia da bateria em seu sistema. Com o preço das baterias de íons de lítio em um ponto baixo de todos os tempos, os benefícios de adicionar um recurso de armazenamento de energia geralmente justificam o custo adicional.
por um lado, os sistemas de armazenamento de energia da bateria fornecem um serviço conhecido como “mudança de tempo”. As baterias que mudam o tempo coletam eletricidade extra de um sistema solar superdimensionado durante o dia e, em seguida, descarregam a bateria depois que o sol se põe para atender às demandas de carga durante a noite. Da mesma forma, as baterias podem ser descarregadas em momentos em que a saída da matriz solar não corresponde aos requisitos de carga, como curtos períodos de pico de demanda. Isso permite que o proprietário maximize o uso de recursos intermitentes.
outro benefício dos sistemas de baterias é sua capacidade de responder instantaneamente às mudanças na demanda de eletricidade na microrrede. Ter uma bateria serve como capacidade de espera é muitas vezes muito mais rentável do que ocioso um gerador extra 24/7 em caso de demanda aumenta inesperadamente. Pense no armazenamento de energia como a gordura na microrrede onde a energia é armazenada.
gerenciamento de carga em microrredes
alguns proprietários de microrredes têm a opção de gerenciar ativamente a demanda de eletricidade da mesma forma que gerenciam a geração de eletricidade.
por padrão, quando uma grande máquina elétrica é iniciada em algum lugar da microrrede, os geradores que fornecem a microrrede precisam aumentar rapidamente para atender à demanda adicional. Microgrids que gerenciam ativamente a demanda têm outra opção. Eles podem diminuir a demanda em outro lugar na microrrede, por exemplo, desligando temporariamente a CA de um edifício. O resultado é que a demanda e a geração são novamente equilibradas sem aumentar a geração.
o Controle e as comunicações dentro das microgrids
as Microgrids precisam um cérebro e um sistema nervoso de operar com segurança e eficazmente, assim precisando possuir sistemas de controlo sofisticados do microgrid. As redes de serviços públicos de grande área atendem milhões de consumidores e têm uma quantidade considerável de inércia, limitando o potencial de mudanças rápidas e descontroladas. As microrredes, por outro lado, incluem menos cargas e recursos e são mais sensíveis às variações de carga e geração. Iniciar várias grandes máquinas elétricas sem a garantia de que uma quantidade equivalente de geração está disponível é uma maneira segura de travar a microrrede.
um sistema de controle da microgrid normalmente inclui vários controladores e sensores distribuídos por seu território. Um sistema de controle de Supervisão e aquisição de dados (SCADA) também é necessário para coletar dados e distribuir instruções. Se o sistema SCADA é o sistema nervoso da microrrede, então o software de gerenciamento de energia é o cérebro; esse software pode ser altamente sofisticado. A inteligência Artificial (IA) e os recursos de aprendizado de máquina permitem que o software moderno de gerenciamento de energia aprenda a antecipar melhor a carga dos consumidores na microgrid e a geração de ativos renováveis, para otimizar o sistema para funcionar da maneira mais econômica. Maximizar o uso de recursos renováveis, minimizar os custos de combustíveis fósseis e manter a confiabilidade do equipamento e da microrrede, tudo enquanto despacha a carga, é tudo cuidado pelo software de gerenciamento de energia, dentro dos parâmetros especificados pelo proprietário da microrrede.
interruptores, inversores e outros equipamentos
finalmente, as microrredes incluem outros componentes críticos, como cabos elétricos, disjuntores, transformadores e muito mais. Esses componentes são os ossos, músculos e vasos sanguíneos de uma microrrede. Eles conectam recursos de geração aos consumidores e permitem que o sistema de controle da microgrid efetue mudanças no estado da microgrid.
interruptores automáticos de transferência, por exemplo, isolam diferentes ativos de geração para garantir que, por exemplo, o inversor CA associado a uma matriz solar não alimente eletricidade para um gerador a diesel. Os inversores convertem a energia CC fornecida por baterias ou por painéis solares em energia CA que é adequadamente sincronizada com outros recursos CA na microrrede.
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