Извор: генераторсоурце.цом
Концепт микромрежа постоји већ дуги низ година. Тек недавно су стекли значајну пажњу и тисак, јер многи нови пројекти постају стварност и пуштају се у производњу. Блоом Енерги је недавно известио да је 500 нових микромрежа у процесу или да се примењује од ове године (2019.), а укупни светски укупни износи су у распону од више ГВ.
У суштини, микромрежа је минијатурни систем електричне мреже који је постављен да управља дистрибуираним енергетским ресурсима и може укључивати обновљиве изворе (соларни, ветар и/или хидро) са другим необновљивим изворима (као што су дизел генератори, гасне турбине, итд.). Ове микромреже обично управљају енергетским оптерећењем система вишеструке производње и такође користе неку врсту система за складиштење енергије. Они раде са и управљају свим овим помоћу различитих типова софтвера и контролних система. Могу се подесити да раде паралелно са комуналном мрежом, као и да раде у самосталном режиму током хитних случајева или на основу специфичних потреба.
Основе микрогрида - шта је микромрежа
Министарство енергетике САД (ДОЕ) дефинише микромрежу као „групу међусобно повезаних оптерећења и дистрибуираних енергетских ресурса унутар јасно дефинисаних електричних граница која делује као један ентитет којим се може управљати у односу на мрежу. Микромрежа се може повезати и искључити из мреже за омогућити да ради и у мрежном и у острвском режиму“.
Поред тога, ДОЕ тврди да су „Микромреже идентификоване као кључна компонента паметне мреже за побољшање ради побољшања поузданости и квалитета електричне енергије, повећавајући
енергетску ефикасност система и пружање могућности мрежне независности појединачним локацијама крајњих корисника". Предности коришћења микромрежне технологије могу бити:
- Интегрише се са мрежом и вишеструким технологијама паметне мреже
- Интеграција дистрибуиране и обновљиве енергије, смањење вршног оптерећења
- Обезбеђује снабдевање енергијом комплекса са критичним потребама за енергијом
Друге организације слично дефинишу микромреже, укључујући концепт вишеструког оптерећења и острвске генерације. Производња на острвима је енергија која се напаја ветром, соларном енергијом, хидрогенерацијом или производњом дизела/НГ.
Илустрација на првом графикону је микромрежа која користи струју као примарни извор. Ветар и соларна фарма напајају батерију за хитну употребу када се изгуби струја. Оба су обично повезана на мрежу како би се смањили оперативни трошкови постројења. Када се нестане комуналне струје, комплекс се пребацује на батеријско напајање из ветроелектране и соларне инсталације. Генератори се покрећу и преузимају оптерећење из батерија. Зграде на страни оптерећења кола не виде никакву флуктуацију снаге због дизајна дистрибутивне мреже. Када се електрична енергија врати, оптерећење се враћа у комунално напајање и резервни генератори се искључују. Ветар и соларна фарма се враћају у нормалан рад.
Многи фактори утичу на дизајн и изградњу микромреже. Напредак у технологији производње и дистрибуције електричне енергије омогућава системе који смањују потрошњу енергије, користе методе зелене производње и испуњавају критичне захтеве за напајање. Основне информације за сваки од извора напајања и контролних система су наведене у наставку. Изградња ове микромреже је измишљена, али је концептуално моделирана из пројеката ДОЕ.
Снага и оптерећења комуналних услуга
Најчешћи микромрежи користе струју која се испоручује из локалне електроенергетске компаније као примарно напајање. Микромреже које се налазе на удаљеним локацијама могу користити хидроелектрану као примарну енергију или користити постројење за производњу фосилних горива као примарну енергију.
Електране производе електричну енергију високог напона. Неки користе појачане трансформаторе за повећање напона за пренос на подстанице. Трафостанице добијају напон од електрана преко високонапонских водова. Напони се прилагођавају захтевима и дистрибуирају купцима.
Болнице, државне поправне установе и центри података су неке од индустрија које захтевају извор непрекидног напајања (УПС). Многи имају више зграда које захтевају константно напајање. Неке од зграда могу имати области које захтевају изоловани извор напајања због захтева напона, ампераже и/или фреквенције.
Ове инсталације троше огромну количину енергије за обављање нормалних свакодневних операција. Они добијају струју из високонапонских водова у подстаници посвећеној комплексу. Напон се подешава на жељене нивое помоћу степ-уп или степ-довн трансформатора. Сва струја се води преко расклопних и контролних панела за дистрибуцију кроз зграде.
Свака зграда представља електрично оптерећење. Могуће је имати више од једног наменског оптерећења за зграду. Пример секундарне тачке оптерећења у згради је фреквентни претварач. Један врх позитивног напона и један пик негативног напона једнаки су једном циклусу (Хз). Уобичајено напајање је 50 Хз или 60 Хз. За рад неке опреме потребно је напајање од 400 Хз. Претварачи фреквенције мењају 50 Хз или 60 Хз до 400 Хз. Постоји много других примера секундарних тачака оптерећења у згради. У дизајну микромреже, све се контролише са једне тачке.
Резервна и вршна снага генератора потражње
Резервни генератори напајају мрежу када струја нестане. Генератор се састоји од мотора и алтернатора (крај генератора). Мотори на природни гас (НГ) и дизел мотори су индустријски стандард. Мотори на НГ могу да раде неограничено све док снабдевање комуналним гасом није прекинуто. Резервно напајање није доступно када је напајање обезбеђено.
Генератори са моторима на дизел гориво могу да раде када откаже сва инфраструктура, укључујући снабдевање природним гасом. Главни резервоари за довод горива морају се надгледати и допуњавати када су празни. Аутоматски системи могу да обавесте оператера када су нивои резервоара на унапред одређеној тачки како би се елиминисало затварање због недостатка горива.
Апликације за унутрашње генераторе
Мотор, системи за хлађење и крајеви генератора су монтирани на клизач направљен од челичних греда. Клизач је монтиран на под зграде. Гумени носачи се користе на кључним локацијама за смањење вибрација током рада.
Овај генератор стила нема резервоаре за гориво и захтева екстерно снабдевање горивом. Велики примарни резервоар(и) за гориво могу снабдевати дневне резервоаре. Морају имати инсталиран издувни систем из зграде и довод ваздуха за хлађење или систем за хлађење за накнадно тржиште као што је измењивач топлоте (ХЕКС).
Апликације за спољне генераторе
Генератори који се користе на отвореном монтирају се у кућиште отпорно на временске прилике или временске прилике. Многа кућишта су пригушена како би се смањила радна бука. Генератор је монтиран на клизач на двослојном резервоару за гориво. Ови генератори не захтевају екстерно гориво, издувни систем или систем хлађења. Повежите излазне каблове за напајање са генератором и он је спреман да преузме оптерећење.
Оба типа генератора су доступна са напредним електронским контролама и могу се радити паралелно. Раздвојена магистрала резервног генератора може се организовати да снабдева велике количине различитих напона. Да бисте видели наше залихе нових и половних генератора, идите на Генератор Соурце. Пружамо услуге генератора као што су одржавање, решавање проблема и поправка, инсталација.
Греен Повер Генератион
Агенција за заштиту животне средине (ЕПА) дефинише зелену енергију као електричну енергију произведену из соларних, ветровних, геотермалних, биогасних, биомаса и хидроелектричних система. Наш модел је укључивао енергију ветра и сунца. Могуће употребе су истражене у наставку.
Соларна енергија
Соларни панели се састоје од фотонапонских ћелија. Ове ћелије претварају сунчеву светлост у струју једносмерне струје (ДЦ). Створена електрична енергија се складишти у батеријама. Када се батерије потпуно напуне, струја се може вратити помоћу претварача и продати.
Инвертер је срце УПС система. Када се напајање изгуби, батерије снабдевају струјом кола која имају критичне захтеве за напајањем. Инвертер мења једносмерну струју у наизменичну струју (АЦ) за напајање струјних кола док се резервни генератори припремају да прихвате оптерећење.
Енергија ветра
Ветар се користи за окретање турбина. Турбине производе наизменичну струју у великој мери на начин на који функционишу генератори на дизел и на пару. Ветротурбине се такође могу повезати са комуналном електричном мрежом и резервном мрежом УПС батерије.
Турбине које су прикључене на електричну мрежу морају одговарати фази и фреквенцији. Да би се ускладила фаза и фреквенција мреже, снага турбине се усмерава кроз АЦ у АЦ претварач. АЦ се претвара у једносмерну, а затим исправља назад у наизменичну струју помоћу претварача и усмерава у мрежу. Наизменична струја из турбине на ветар такође може да се усмери кроз претварач да би се помогло у пуњењу батерије.
Соларна енергија и енергија ветра су одличне методе за надокнађивање трошкова потрошње електричне енергије у зградама, али нису довољно развијене да прихвате обавезе резервног напајања. Оба зависе од локалних временских услова и доступних батерија. У облачном дану без ветра батерије се могу брзо истрошити без напора за пуњење.
Банке резервних батерија
Решења за зелену енергију често користе употребу резервних батерија. Ове банке пружају УПС само тренутно напајање. Они су дизајнирани да обезбеде струју када у објекту нестане струја, док се генератори покрећу да преузму оптерећење.
Системи резервних батерија могу се конструисати са три различита стила батерија батерија наведених у наставку:
Оловне ћелије - Батерије са оловним ћелијама су најјефтиније решење. Ово може бити добар одговор ван мреже за мање апликације
Литијум јонски - Лакши и компактнији и трају дуже од оловних батерија. Међутим, они су скупљи
Слана вода - Овај новајлија се ослања на елецитролите у сланој води. Батерије су углавном непроверене, али се лако рециклирају
Батерије које се напајају ветром се пуне помоћу претварача који мења АЦ у ДЦ. Батеријама на соларни погон није потребан претварач јер соларни панели генеришу једносмерну струју.
Када се изгуби електрична енергија, постоји губитак времена за позитивну реакцију генератора скоро милисекунде.
Објекти и комплекси као што су болнице, дата центри и општине немају толеранцију на губитак струје. Они се ослањају на групе батерија за снабдевање струјом у периоду губитка струје. Ово је одлично краткорочно решење, али батерије батерија имају своја ограничења.
Батерије са способношћу да прихвате електрично оптерећење су скупе за почетну куповину. Оловне батерије имају електролит течност у ћелијама батерија. Ниво електролита и специфична тежина морају се често проверавати. Чак и уз пажљиво одржавање, животни век ових батерија може бити само 5 до 15 година.
Трошкови обновљивих извора енергије и система за складиштење енергије
Обновљиви извори енергије као што су ветроелектране, соларне фарме и хидроелектране имају велику почетну набавну цену. За уградњу купљене опреме потребни су искусни техничари и грађевинске екипе. Након инсталације, тестирања и пуштања у рад, опрема се мора одржавати. Често је потребна снага за одржавање са пуним радним временом да би опрема радила у складу са спецификацијама.
Складиштење енергије брзо напредује и биће кључни играч у будућности микромрежа. То може бити веома сложена тема и захтева инжењере и планирање, а трошкови су свуда на мапи у зависности од ваших потреба. Мицрогрид Кновледге има одличан недавни чланак о неким од најновијих достигнућа у складиштењу енергије са конференције 2019. у који можете уронити овде. Они детаљно описују пут до циља ГВ за складиштење енергије и најновије вести компанија и политика ФЕРЦ-а које се сада провлаче.
Контролна станица
Контролна станица пружа оператеру и могућности контроле и надзора. Сваки систем се може поделити на подсистем који у себи има појединачне делове опреме.
Дистрибутивне и контролне табле - примају улазне напоне из свих извора и дистрибуирају напајање потребним колима.
Резервни генератори – софтвер контролне станице надгледа и има могућност да промени конфигурацију генератора који ради како би снабдевао струјом критична кола.
Зелено напајање - УПС батерије се надгледају. Надзире се улаз соларне енергије у батерије и мрежу. Праћена статистика ветрогенератора. Могућност преласка на редундантну турбину на ветар или батерију.
У основи, контролна станица обезбеђује софтверско решење за одржавање, надгледање и контролу целокупног хардвера повезаног са конфигурацијом микромреже. Може постојати више делова софтвера који подржавају рад мреже.
Редундантност је кључни принцип у дизајну ових система. Редундантност је спремност на спремање комада опреме у случају квара примарне опреме. Генератори, ветротурбине и батерије су све примери система који могу имати редундантну главну и пратећу опрему.
Нека редундантна опрема аутоматски преузима дужности додељене главне опреме и обавештава оператера о проблему. Оператер контролне станице тада обавештава одржавање проблема како би се могао исправити. Редундантна опрема испуњава исте захтеве као и главна опрема. Оператер често мења главну и редундантну опрему ради планираног тестирања.
Микромрежа је концепт. Може бити велики или мали дизајн колико је потребно за инсталацију. Ово је стари концепт који је ту да остане. Како се технологија производње електричне енергије повећава, тако ће се повећавати и употреба микромрежа.
