Wat is een microgrid in een elektriciteitssysteem en hoe werkt het? Er is een grote storm. De stroom valt uit voor de hele wijk. Voor het plaatselijke ziekenhuis is dat geen ongemak, maar een crisis. Maar terwijl de buurt donker is, is het ziekenhuis in orde. De lichten zijn aan. De life-support draait. De operaties gaan door. Dat is geen magie. Dat is een microgrid. We gebruiken allemaal meer stroom dan ooit en het elektriciteitsnet begint zijn leeftijd te verliezen. Dus als je het je niet kunt veroorloven om stroom te verliezen, moet je begrijpen wat een microgrid is.
Kamada Power 100kWh batterijopslagsystemen
Kamada Power 200kWh batterijopslagsystemen
De basis van een microgrid begrijpen
Wat is een microgrid eigenlijk? Het is een klein, lokaal elektriciteitsnet. Het kan op zichzelf werken of worden aangesloten op het elektriciteitsnet. Zie het als uw eigen persoonlijke, autonome elektriciteitsnet voor een specifieke plaats. Een fabriek, een campus, wat dan ook.
Een microgrid bestaat uit vier hoofdonderdelen. Dat zijn ze.
- Generatoren. Waar wordt de stroom gemaakt. Dat kunnen dieselgeneratoren zijn, of zonnepanelen. Maakt niet uit.
- Energieopslag. Dit is de sleutel. Het is bijna altijd een grote bank met industriële batterijen, zoals natrium-ion batterijpakketten. Ze slaan stroom op als je die niet nodig hebt en geven die weer terug als je die wel nodig hebt.
- Ladingen. De dingen die stroom gebruiken. De HVAC van je gebouw. De zware industriële uitrusting op uw fabrieksvloer.
- Besturingssysteem. Het brein. Deze controller, vaak gekoppeld aan een GBS, neemt alle beslissingen over waar de stroom naartoe gaat, seconde voor seconde.
Je zult twee soorten tegenkomen: netgekoppeld en geëiland. Een op het elektriciteitsnet aangesloten microgrid kan stroom terugverkopen aan het elektriciteitsbedrijf. Een microgrid met een eiland is volledig op zichzelf aangewezen. Dat moet wel. Denk aan een afgelegen mijn of een militaire basis.
Microgrid belangrijkste parameters
Om je een duidelijker beeld te geven, volgen hier enkele typische gegevens voor commerciële microgrids.
| Parameter | Typisch bereik | Opmerkingen / Bron |
|---|
| Capaciteit microgrid | 100 kW - 10 MW | IEEE Std 2030.7, 2022 |
| Omvang energieopslag | 200 kWh - 5 MWh | NREL Microgrid-database |
| Duur piekbelasting | 1-24 uur | Afhankelijk van lokaal vraagprofiel |
| Hernieuwbaar aandeel | 20% - 100% | US DOE, Sandia Labs |
| Eilandmodus Duur | 30 min - 72 uur | IEEE-std 2030.7 |
| ROI | 3-7 jaar | Commerciële microgridprojecten in de VS, 2023 |
| Vermindering koolstofuitstoot | 10% - 60% | NREL, 2022 |
| Kosten per kW | $1,000 - $4,000 | DOE EERE, 2023 |
Hoe een microgrid werkt
Een microgrid moet de energiestroom beheren. Intelligent. Het besturingssysteem houdt continu alles in de gaten. Stroomopwekking, batterijniveaus, vraag van het gebouw. Stel dat het een zonnige dag is. De zonnepanelen produceren meer stroom dan u nodig hebt. De regelaar ziet dit en stuurt de extra stroom naar uw gebouw. natrium-ion batterijpakket. Eenvoudig. Dan komt er een wolk of een grote machine start op. De controller haalt onmiddellijk stroom uit de accu's om de belasting te dekken. Het is een constante evenwichtsoefening.
Dit gebeurt door middel van controlestrategieën.
| Controlestrategie | Beschrijving | Efficiëntie / Voordelen | Bron |
|---|
| Gecentraliseerd beheer | Eén controller beheert alle componenten | Hoge coördinatie, optimale werking | IEEE-std 2030.7 |
| Gedecentraliseerde besturing | Lokale controllers beheren componenten | Weerbaarder tegen mislukkingen | NREL microgridgids, 2022 |
| Voorspellende / AI-gebaseerde besturing | Voorspelling & ML voor belasting & opwekking | Vermindert de kosten 5-15%, verhoogt het gebruik van hernieuwbare bronnen | Sandia Labs, 2023 |
Maar de belangrijkste functie is eilandmodus. Als het elektriciteitsnet uitvalt, verbreekt het micronetwerk de verbinding. Dat gebeurt in een fractie van een seconde. Vervolgens voorziet het uw faciliteit van stroom met behulp van zijn eigen bronnen. Voor een datacenter betekent dat geen gegevensverlies. Voor een fabriek betekent dat geen uitschakeling. Die onmiddellijke omschakeling is waar het bij veerkracht allemaal om draait. Daar draait het allemaal om.
Toepassingen en gebruikssituaties
Waar worden deze dingen eigenlijk gebruikt? Overal.
| Type microgrid | Typisch gebruik | Voordelen | Belangrijke referenties |
|---|
| Microgrid in de gemeenschap | Woonwijken, campussen | Lokale energieautonomie, pieksparen | NREL, 2022 |
| Industrieel micronetwerk | Fabrieken, magazijnen | Betrouwbaarheid, kostenoptimalisatie, integratie van hernieuwbare energiebronnen | IEEE PES, 2023 |
| Microgrid op afstand / buiten het netwerk | Eilanden, landelijke gebieden, militaire bases | Onafhankelijke werking, energiezekerheid | Sandia Labs, 2022 |
| Hybride micronetwerk | Gecombineerd netgekoppeld + eilandgekoppeld | Flexibiliteit, integratie van hernieuwbare energie | US DOE Microgrid-rapport, 2023 |
Ziekenhuizen gebruiken ze omdat ze het zich niet kunnen veroorloven om te falen. Ooit. Datacenters hebben 100% uptime nodig. Universiteiten gebruiken ze om hun energierekening te verlagen. Een veelgebruikte oplossing is die voor grote magazijnen. Denk er eens over na. Je hebt een vloot elektrische vorkheftrucks. Die moeten constant worden opgeladen. Je kunt daarvoor niet afhankelijk zijn van het elektriciteitsnet.
Voordelen van het implementeren van een microgrid
Waarom zou uw bedrijf zich zorgen maken? Omdat de beloning echt is.
- Je blijft online. Een microgrid houdt uw bedrijf draaiende wanneer het elektriciteitsnet uitvalt. Punt uit.
- Je bespaart geld. Gebruik opgeslagen batterijvermogen tijdens de duurste uren. Dit heet "peak shaving" en het verlaagt direct je elektriciteitsrekening.
- Je kunt groen gaan. Microgrids zijn de beste manier om zonne- en windenergie te integreren. Dat verkleint je ecologische voetafdruk. Een grote winst als je ESG-doelstellingen hebt.
- Je kunt geld verdienen. Uw microgrid kan zelfs het grotere netwerk helpen en u kunt ervoor betaald worden. Het is nog een potentiële inkomstenbron.
Uitdagingen en overwegingen
Het is niet altijd gemakkelijk. Laten we eerlijk zijn. De initiële kosten zijn hoog. Maar vaak krijg je dat geld binnen 3-7 jaar terug. De besturing is complex, dus je hebt echte engineering nodig om het goed te doen. En ja, de omgang met het nutsbedrijf kan lastig zijn, maar de regels worden steeds beter.
Toekomstige trends in microgridtechnologie
Deze ruimte verandert snel. De grote trend gaat nu in de richting van AI-besturingen die je energiepatronen leren kennen. Hybride microgrids dat het mixen en matchen van energiebronnen nu de standaard is. De waarheid is dat naarmate we slimmere steden bouwen, microgrids zijn de stichting.
Conclusie
Hier komt het op neer. Een microgrid is geen back-up generator. Het is een energiestrategie. Het geeft u veerkracht, het bespaart u geld en het helpt bij duurzaamheid. U creëert uw eigen privé-eiland van energie. Het is een strategische investering om gewoon je deuren open te kunnen houden.
Als je je afvraagt of een microgrid zinvol is voor jou, contact met ons opnemen. Onze ingenieurs kunnen u helpen. Plan een vrijblijvend gesprek. We bekijken wat je nodig hebt en vinden de juiste opstelling.
FAQ
Wat gebeurt er als een microgrid de verbinding met het elektriciteitsnet verliest?
De controller detecteert een probleem en zet een schakelaar om. Onmiddellijk. Hij koppelt zich los van het elektriciteitsnet en begint op zijn eigen stroom en batterijen te werken. Je ziet de lichten waarschijnlijk niet eens flikkeren.
Hoe lang kan een microgrid op zichzelf werken?
Dat hangt af van hoe hij gebouwd is. Hoe groot is de batterij? Hoeveel stroom kan hij ter plaatse leveren? Sommige zijn gebouwd om een storm een paar uur te doorstaan. Een kritieke faciliteit, zoals een ziekenhuis, kan dagenlang draaien.
Wat is de echte ROI op deze dingen?
In de VS en Europa kijk je meestal naar een terugverdientijd van 3 tot 7 jaar. De ROI komt van het besparen op je factuur, ja. Maar het belangrijkste is het geld dat je niet verliezen door een uitschakeling tijdens een black-out te vermijden.
Kan ik een microgrid gebruiken met mijn oude dieselgeneratoren?
Ja. Een goed hybride microgrid is hiervoor ontworpen. Uw dieselgeneratoren worden geïntegreerd naast zonne-energie en batterijen. Een centrale controller beheert alles en kiest altijd de goedkoopste, schoonste energiebron die er is.