rețelele de utilități și microgrilele au multe în comun. Ambele au aceeași funcție—de a furniza energie electrică consumatorilor. Ambele sunt supuse acelorași constrângeri-asigurându-se că generarea electrică și sarcina electrică sunt egale în orice moment. Componentele lor, totuși, sunt diferite.
Microgrilele sunt la o scară mult mai mică decât rețelele de utilități și, prin urmare, includ componente care sunt reduse în consecință.
Iată principalele componente ale unei microgrile:
resurse de generare a energiei electrice în cadrul microgrilelor
inima care bate a unei microgrile constă dintr-un set de resurse de generare a energiei electrice. Resursele tipice de generare găsite în microgrile includ generatoare diesel și/sau gaze naturale, rețele solare și turbine eoliene.
microgrilele cele mai de bază sunt de obicei construite în jurul unuia sau mai multor generatoare diesel. Când este disponibil gaz natural, generatoarele de gaz sunt, de asemenea, printre opțiunile disponibile. Microgrilele insulare mai vechi, de exemplu, se bazează pe o mică centrală electrică formată din câteva motoare diesel cuplate la alternatoare. Generatoarele sunt alegerea implicită pentru alimentarea unei microgrile, deoarece pot acoperi o gamă largă de sarcini și pentru că pot fi utilizate ca putere de rezervă. Acestea încep rapid, răspund la schimbările de sarcină și pot funcționa pe o varietate de combustibili.
tehnologia celulelor de combustibil este în curs de dezvoltare ca o opțiune validă pentru a furniza energie la cerere pe microgrile. Celulele de combustie pot funcționa cu gaze naturale, hidrogen și alți combustibili mai puțin obișnuiți. Deși costul lor rămâne prea mare pentru a fi utilizat pe scară largă, pilele de combustie cu hidrogen sunt văzute ca o sursă potențială de electricitate fără CO2 la scară mică.
resurse energetice intermitente în cadrul microgrilelor
costul panourilor solare a devenit atât de scăzut încât, în unele regiuni, instalarea lor pe case și întreprinderi nu este o problemă. Campusurile universitare, instalațiile industriale și altele echipate cu o microgrilă pot instala rețele solare în număr mare, obținând astfel economii semnificative la facturile lor de energie. De fapt, mulți construiesc o microgridă special pentru a putea integra mai bine și a profita de resursele lor solare.
stocarea energiei în microgrile
mulți proprietari aleg uneori să-și completeze instalația fotovoltaică de acasă cu un pachet de baterii. De asemenea, mulți proprietari de microgride încorporează stocarea energiei bateriei în sistemul lor. Cu prețul bateriilor litiu-ion la un nivel scăzut din toate timpurile, beneficiile adăugării unei resurse de stocare a energiei justifică adesea costul suplimentar.
pentru unul, sistemele de stocare a energiei bateriei oferă un serviciu cunoscut sub numele de”schimbare a timpului”. Bateriile care schimbă timpul colectează energie electrică suplimentară dintr-un sistem solar supradimensionat în timpul zilei și apoi descarcă bateria după ce soarele a apus pentru a satisface cerințele de încărcare peste noapte. În mod similar, bateriile pot fi descărcate în momentele în care producția de matrice solare nu se potrivește cu cerințele de încărcare, cum ar fi perioadele scurte de cerere de vârf. Acest lucru permite proprietarului să maximizeze utilizarea resurselor intermitente.
un alt beneficiu al sistemelor de baterii este capacitatea lor de a răspunde instantaneu la modificările cererii de energie electrică pe microgrid. A avea o baterie care să servească drept capacitate de așteptare este adesea mult mai rentabil decât ralanti un generator suplimentar 24/7 în cazul în care cererea crește în mod neașteptat. Gândiți-vă la stocarea energiei ca la grăsimea de pe microgrila în care este stocată energia.
gestionarea sarcinii în cadrul microgrilelor
unii proprietari de microgride au opțiunea de a gestiona în mod activ cererea de energie electrică în același mod în care gestionează generarea de energie electrică.
în mod implicit, atunci când o mașină electrică mare pornește undeva pe microgrid, generatoarele care furnizează microgrid trebuie să crească rapid pentru a satisface cererea suplimentară. Microgrilele care gestionează în mod activ cererea au o altă opțiune. Acestea pot reduce cererea în altă parte a microgrilei, de exemplu prin oprirea temporară a AC-ului unei clădiri. Rezultatul este că cererea și generația sunt din nou echilibrate fără a crește generația.
Controlul și comunicațiile în cadrul microgrilelor
Microgrilele au nevoie de un creier și de un sistem nervos pentru a funcționa în siguranță și eficient, necesitând astfel să posede sisteme sofisticate de control al microgrilelor.
rețelele de utilități cu arie largă deservesc milioane de consumatori și au o cantitate considerabilă de inerție, limitând potențialul pentru schimbări rapide și necontrolate. Microgrilele, în schimb, includ mai puține sarcini și resurse și sunt mai sensibile la variațiile de încărcare și generare. Pornirea mai multor mașini electrice mari fără asigurarea că este disponibilă o cantitate echivalentă de generare este o modalitate sigură de a prăbuși microgridul.
sistemul de control al unei microgrile include de obicei mai multe controlere și senzori Distribuiți pe teritoriul său. Un sistem de control de supraveghere și achiziție de date (SCADA) este, de asemenea, necesar pentru colectarea datelor și distribuirea instrucțiunilor.
dacă sistemul SCADA este sistemul nervos al microgrilei, atunci software-ul de gestionare a energiei este creierul; acel software poate fi foarte sofisticat. Inteligența artificială (AI) și caracteristicile de învățare automată permit software-ului modern de gestionare a energiei să învețe să anticipeze mai bine încărcarea de la consumatori pe microgrid și generarea din active regenerabile, pentru a optimiza sistemul pentru a funcționa în cel mai eficient mod din punct de vedere al costurilor. Maximizarea utilizării resurselor regenerabile, minimizarea costurilor cu combustibilii fosili și menținerea fiabilității echipamentului și a microgrilei, toate în timp ce expedierea încărcăturii, este asigurată de software-ul de gestionare a energiei, în parametrii specificați de proprietarul microgrilei.
comutatoare, invertoare și alte echipamente
în cele din urmă, microgrilele includ alte componente critice, cum ar fi cabluri electrice, întrerupătoare de circuit, transformatoare și multe altele. Aceste componente sunt oasele, mușchii și vasele de sânge ale unei microgrile. Acestea conectează resursele de generare la consumatori și permit sistemului de control al microgrilei să efectueze modificări ale stării microgrilei.
comutatoarele automate de transfer, de exemplu, izolează diferite active de generare pentru a se asigura că, de exemplu, invertorul de curent alternativ asociat unei rețele solare nu alimentează electricitatea unui generator diesel. Invertoarele convertesc puterea de curent continuu furnizată de baterii sau de panouri solare la o putere de curent alternativ care este sincronizată în mod adecvat cu alte resurse de curent alternativ de pe microgrid.
vă interesează mai multe despre microgrile? S-ar putea să vă placă:
- Exemple de unde sunt utilizate microgridurile
- tipuri de microgriduri, cu exemple
- beneficiile Microgridurilor și de ce au nevoie întreprinderile de ele?
- ce este o microgridă și cum funcționează microgrilele