Čo je to mikrosieť v energetickom systéme a ako funguje? Udrie veľká búrka. V celom okrese vypadne elektrina. Pre miestnu nemocnicu to nie je nepríjemnosť, ale kríza. Ale zatiaľ čo v okolí je tma, nemocnica je v poriadku. Svetlá sú zapnuté. Podpora života beží. Prevádzka pokračuje. To nie je zázrak. To je mikrosieť. Všetci spotrebúvame viac energie ako kedykoľvek predtým a hlavná rozvodná sieť je už staršia. Ak si teda nemôžete dovoliť stratu energie, musíte pochopiť, čo je to mikrosieť.
Kamada Power 100kWh batériové úložné systémy
Kamada Power 200kWh batériové úložné systémy
Pochopenie základov mikrosiete
Čo je to vlastne mikrosieť? Je to malá miestna elektrická sieť. Môže fungovať samostatne alebo sa pripojiť k hlavnej sieti. Predstavte si ju ako svoju osobnú, samostatnú sieť pre konkrétne miesto. Továreň, areál, čokoľvek.
Mikrosieť má štyri hlavné časti. To je všetko.
- Generátory. Kde sa vyrába energia. Môžu to byť dieselové generátory, môžu to byť solárne panely. Na tom nezáleží.
- Skladovanie energie. Toto je kľúč. Takmer vždy je to veľká banka priemyselných batérií, ako napr. sodíkovo-iónové batérie. Ukladajú energiu, keď ju nepotrebujete, a vracajú ju, keď ju potrebujete.
- Zaťaženia. Veci, ktoré využívajú energiu. HVAC vašej budovy. Ťažké priemyselné zariadenia na vašej výrobnej ploche.
- Riadiaci systém. Mozog. Táto riadiaca jednotka, často prepojená so systémom BMS, rozhoduje o tom, kam pôjde energia, sekundu po sekunde.
Narazíte na dva hlavné druhy: pripojenie na sieť a ostrovný. Mikrosieť pripojená k sieti môže predávať energiu späť do siete. Ostrovný systém je úplne samostatný. Musí byť. Predstavte si vzdialenú baňu alebo vojenskú základňu.
Kľúčové parametre mikrosiete
Pre lepšiu predstavu uvádzame niektoré typické údaje pre komerčné mikrosiete.
| Parameter | Typický rozsah | Poznámky / Zdroj |
|---|
| Kapacita mikrosiete | 100 kW - 10 MW | Štandard IEEE 2030.7, 2022 |
| Veľkosť úložiska energie | 200 kWh - 5 MWh | Databáza mikrosietí NREL |
| Trvanie špičkového zaťaženia | 1-24 hodín | Závisí od profilu miestneho dopytu |
| Podiel obnoviteľných zdrojov | 20% - 100% | US DOE, Sandia Labs |
| Trvanie ostrovného režimu | 30 minút - 72 hodín | Štandard IEEE 2030.7 |
| ROI | 3-7 rokov | Komerčné mikrosieťové projekty v USA, 2023 |
| Zníženie emisií uhlíka | 10% - 60% | NREL, 2022 |
| Náklady na kW | $1,000 - $4,000 | DOE EERE, 2023 |
Ako funguje mikrosieť
Úlohou mikrosiete je riadiť tok energie. Inteligentne. Riadiaci systém sleduje všetko a neustále. Výrobu energie, úroveň batérií, dopyt budov. Povedzme, že je slnečný deň. Solárne panely dodávajú viac energie, ako potrebujete. Riadiaca jednotka to vidí a pošle extra šťavu do vášho sodíkovo-iónová batéria. Jednoduché. Potom príde mrak alebo sa spustí veľký stroj. Riadiaca jednotka okamžite stiahne energiu z batérií, aby pokryla záťaž. Je to neustále vyvažovanie.
Kontrolné stratégie sú spôsob, akým to robí.
| Stratégia kontroly | Popis | Efektívnosť / Výhody | Zdroj |
|---|
| Centralizované riadenie | Všetky komponenty spravuje jeden kontrolér | Vysoká koordinácia, optimalizovaná prevádzka | Štandard IEEE 2030.7 |
| Decentralizované riadenie | Miestne kontroléry spravujú komponenty | Väčšia odolnosť voči zlyhaniam | Sprievodca mikrosieťami od spoločnosti NREL, 2022 |
| Prediktívne riadenie / riadenie na báze umelej inteligencie | Predpovedanie a ML pre zaťaženie a výrobu | Znižuje náklady 5-15%, zvyšuje využívanie obnoviteľných zdrojov | Sandia Labs, 2023 |
Najdôležitejšou funkciou je však ostrovný režim. Pri výpadku hlavnej siete sa mikrosieť odpojí. Stane sa to za zlomok sekundy. Potom napája vaše zariadenie pomocou vlastných zdrojov. Pre dátové centrum to znamená, že nedôjde k strate údajov. V prípade továrne to znamená, že nedôjde k žiadnej odstávke. Toto okamžité prepnutie je to, o čom je odolnosť. Je to celá podstata.
Aplikácie a prípady použitia
Kde sa teda tieto veci skutočne používajú? Všade.
| Typ mikrosiete | Typický prípad použitia | Výhody | Kľúčové odkazy |
|---|
| Mikrosieť Spoločenstva | Obytné štvrte, areály | Miestna energetická autonómia, šetrenie energie v špičke | NREL, 2022 |
| Priemyselná mikrosieť | Továrne, sklady | Spoľahlivosť, optimalizácia nákladov, integrácia obnoviteľných zdrojov | IEEE PES, 2023 |
| Mikrosieť na diaľku / mimo siete | Ostrovy, vidiecke oblasti, vojenské základne | Nezávislá prevádzka, energetická bezpečnosť | Sandia Labs, 2022 |
| Hybridná mikrosieť | Kombinované pripojenie na sieť + ostrovné pripojenie | Flexibilita, integrácia obnoviteľných zdrojov | Správa amerického ministerstva energetiky o mikrosieťach, 2023 |
Nemocnice ich používajú, pretože si nemôžu dovoliť zlyhať. Nikdy. Dátové centrá potrebujú bezporuchovosť 100%. Univerzity ich používajú, aby znížili svoje účty za elektrinu. Naozaj bežne sa s nimi stretávame v prípade veľkých skladov. Zamyslite sa nad tým. Máte flotilu elektrických vysokozdvižných vozíkov. Potrebujú sa neustále nabíjať. Nemôžete sa pritom spoliehať na hlavnú elektrickú sieť.
Výhody zavedenia mikrosiete
Prečo by to malo vašu firmu zaujímať? Pretože zisk je skutočný.
- Zostanete online. Mikrosieť udrží vašu firmu v prevádzke, keď zlyhá dodávka elektrickej energie. Obdobie.
- Ušetríte peniaze. Počas najdrahších hodín používajte uloženú energiu z batérie. Tento postup sa nazýva "šetrenie v špičke" a priamo znižuje vaše účty za elektrinu.
- Môžete byť zelený. Mikrosiete sú najlepším spôsobom integrácie solárnej a veternej energie. To znižuje vašu uhlíkovú stopu. Veľká výhra, ak máte ciele ESG.
- Môžete zarobiť peniaze. Vaša mikrosieť môže dokonca pomôcť väčšej sieti a môžete za to dostať zaplatené. Je to ďalší potenciálny zdroj príjmov.
Výzvy a úvahy
Nie je to vždy jednoduché. Buďme realisti. Počiatočné náklady sú vysoké. Ale často sa vám tieto peniaze vrátia za 3-7 rokov. Ovládacie prvky sú zložité, takže na ich správne nastavenie potrebujete skutočné inžinierstvo. A áno, jednanie s energetickou spoločnosťou môže byť nepríjemné, ale pravidlá sa zlepšujú.
Budúce trendy v mikrosieťovej technológii
Tento priestor sa rýchlo mení. Veľký nápor je teraz na ovládacie prvky s umelou inteligenciou, ktoré sa učia vaše energetické návyky. Hybridné mikrosiete že kombinované zdroje energie sú v súčasnosti štandardom. Pravdou je, že s budovaním inteligentnejších miest sa mikrosiete sú základ.
Záver
Tu je podstata. Mikrosieť nie je záložný generátor. Je to energetická stratégia. Poskytuje vám odolnosť, šetrí peniaze a pomáha pri udržateľnosti. Vytvárate si vlastný súkromný ostrov energie. Je to strategická investícia do toho, aby ste mohli mať otvorené dvere.
Ak uvažujete, či má pre vás mikrosieť zmysel, kontaktujte nás. Naši technici vám môžu pomôcť. Naplánujte si nezáväzný telefonát. Pozrieme sa na vaše potreby a nájdeme správne nastavenie.
ČASTO KLADENÉ OTÁZKY
Čo sa stane, keď mikrosieť stratí pripojenie k hlavnej sieti?
Riadiaca jednotka zistí problém a prepne spínač. Okamžite. Odpojí sa od siete a začne fungovať na vlastnú energiu a batérie. Pravdepodobne ani neuvidíte blikanie svetiel.
Ako dlho môže mikrosieť fungovať sama?
Záleží na tom, ako bol postavený. Aká veľká je batéria? Koľko energie dokáže vyrobiť na mieste? Niektoré sú konštruované tak, aby vydržali búrku niekoľko hodín. Kritické zariadenia, ako napríklad nemocnice, môžu byť nastavené na prevádzku počas niekoľkých dní.
Aká je skutočná návratnosť investícií do týchto vecí?
V USA a Európe sa zvyčajne počíta s návratnosťou 3 až 7 rokov. Návratnosť investície pochádza z úspory peňazí na účte, áno. Ale veľkým prínosom sú peniaze, ktoré nie stratiť tým, že sa vyhnete vypnutiu počas výpadku prúdu.
Môžem používať mikrosieť s mojimi starými dieselovými generátormi?
Áno. Dobrá hybridná mikrosieť je na to navrhnutá. Vaše dieselové generátory sú integrované priamo vedľa solárnych a batériových. Všetko riadi centrálny regulátor, ktorý vždy vyberá najlacnejší a najčistejší zdroj energie, ktorý má k dispozícii.