Sors: generatorsource.com
Il-kunċett ta 'mikrogrids ilu għal ħafna snin. Dan l-aħħar biss kisbu trazzjoni u pressjoni sinifikanti hekk kif ħafna proġetti ġodda saru realtà u qed jitqiegħdu fil-produzzjoni. Bloom Energy reċentement irrapporta li 500 mikrogrid ġdid huma fil-proċess jew qed jiġu skjerati minn din is-sena (2019) u t-totali madwar id-dinja huma fil-medda GW multipla.
Fil-qalba, mikrogrid hija sistema ta’ grilja tal-enerġija minjatura li hija stabbilita biex timmaniġġja riżorsi ta’ enerġija distribwita u tista’ tinkludi enerġiji rinnovabbli (solar, riħ, u/jew idro) ma’ sorsi oħra mhux rinnovabbli (bħal ġeneraturi tad-diżil, turbini tal-gass, eċċ.). Dawn il-mikrogrids tipikament jimmaniġġjaw it-tagħbijiet tal-enerġija ta 'sistemi ta' ġenerazzjoni multipli u jużaw ukoll xi tip ta 'sistema ta' ħażna tal-enerġija. Huma jaħdmu u jimmaniġġjaw dan kollu b'tipi differenti ta 'softwer u sistemi ta' kontroll. Jistgħu jiġu stabbiliti biex joperaw b'mod parallel ma 'grid ta' utilità u wkoll biex jaħdmu f'modalità waħedha waqt emerġenzi jew ibbażati fuq ħtiġijiet speċifiċi.
Fundamenti tal-Mikrogrid - X'inhu Microgrid
Id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti (DOE) jiddefinixxi mikrogrid bħala "Grupp ta' tagħbijiet interkonnessi u riżorsi ta' enerġija mqassma f'konfini elettriċi definiti b'mod ċar li jaġixxi bħala entità kontrollabbli waħda fir-rigward tal-grilja. Mikrogrid tista' tikkonnettja u skonnettja mill-grilja għal jippermettulha topera kemm fil-modi grid kif ukoll fil-gżejjer”.
Barra minn hekk, id-DOE isostni li "Il-Mikrogrids ġew identifikati bħala komponent ewlieni tal-Smart Grid għat-titjib għat-titjib tal-affidabbiltà u l-kwalità tal-enerġija, u jżidu
effiċjenza enerġetika tas-sistema, u tipprovdi l-possibbiltà ta’ indipendenza tal-grilja lil siti individwali tal-utenti finali". Il-benefiċċji tal-użu tat-teknoloġija tal-mikrogrid jistgħu jkunu:
- Jintegra ma 'grid u teknoloġiji ta' grilja intelliġenti multipli
- Integrazzjoni ta' enerġiji distribwiti u rinnovabbli, tnaqqis tal-ogħla tagħbija
- Jiżgura li l-enerġija tiġi fornuta lil kumplessi bi ħtiġijiet ta' enerġija kritiċi
Organizzazzjonijiet oħra jiddefinixxu mikrogrids bl-istess mod, inkluż il-kunċett ta 'tagħbijiet multipli u ġenerazzjoni ta' gżejjer. Il-ġenerazzjoni tal-gżira hija enerġija fornita minn ġenerazzjoni tar-riħ, solari, idro, jew ġenerazzjoni tad-diżil/NG.
L-illustrazzjoni fl-ewwel grafika hija mikrogrid li tuża l-enerġija ta 'utilità bħala s-sors primarju. Ir-riħ u l-farm solari jħaddmu bank tal-batterija għal użu ta 'emerġenza meta tintilef l-enerġija ta' utilità. It-tnejn huma normalment konnessi mal-grid biex ibaxxu l-ispejjeż operattivi tal-faċilità. Meta l-enerġija ta 'utilità tintilef, il-kumpless jinbidel għall-enerġija tal-batterija mir-riħ u l-installazzjoni solari. Il-ġeneraturi jibdew u jassumu t-tagħbija mill-batteriji. Il-bini fuq in-naħa tat-tagħbija taċ-ċirkwit ma jara l-ebda fluttwazzjoni tal-enerġija minħabba d-disinn tal-grilja tad-distribuzzjoni. Meta l-enerġija tal-utilità tiġi rritornata, it-tagħbija tiġi rritornata lill-provvista tal-utilità u l-ġeneraturi tal-backup jiġu mitfija. Ir-razzett tar-riħ u solari jirritornaw għall-operat normali.
Ħafna fatturi jidħlu fid-disinn u l-kostruzzjoni ta 'mikrogrid. L-avvanzi fit-teknoloġiji tal-ġenerazzjoni u d-distribuzzjoni tal-enerġija jippermettu sistemi li jnaqqsu l-konsum tal-enerġija, jużaw metodi ta 'ġenerazzjoni ekoloġika, u jissodisfaw ir-rekwiżiti kritiċi tal-provvista tal-enerġija. Informazzjoni bażika għal kull wieħed mis-sorsi tal-enerġija u s-sistemi tal-kontrolli hija deskritta hawn taħt. Il-kostruzzjoni ta 'din il-mikrogrid hija fittizja iżda mmudellata fil-kunċett minn proġetti DOE.
Qawwa u Tagħbijiet ta' Utilità
L-aktar komuni ta 'mikrogrids jużaw enerġija ta' utilità fornuta mill-kumpanija tal-enerġija lokali bħala l-provvista primarja. Mikrogrids li jinsabu f'postijiet remoti jistgħu jużaw ġenerazzjoni idroelettrika bħala enerġija primarja jew jimpjegaw impjant li jiġġenera fjuwil fossili bħala enerġija primarja.
L-impjanti tal-enerġija jiġġeneraw elettriku b'vultaġġ għoli. Xi wħud jużaw transformers step-up biex iżidu l-vultaġġ għat-trasferiment għal substations. Is-substazzjonijiet jirċievu vultaġġ mill-impjanti tal-enerġija permezz ta' linji ta' vultaġġ għoli. Il-vultaġġi huma aġġustati għar-rekwiżiti u mqassma lill-klijenti.
Sptarijiet, faċilitajiet korrettivi tal-istat, u ċentri tad-dejta huma wħud mill-industriji li jeħtieġu Sors ta 'Enerġija Uninterruptible (UPS). Ħafna għandhom bini multipli li jeħtieġu enerġija kostanti. Xi wħud mill-bini jista 'jkollhom żoni li jeħtieġu sors ta' enerġija iżolat minħabba rekwiżiti ta 'vultaġġ, amperaġġ u/jew frekwenza.
Dawn l-installazzjonijiet jikkunsmaw ammont kbir ta 'enerġija biex iwettqu operazzjonijiet normali ta' kuljum. Huma jirċievu enerġija minn linji ta 'vultaġġ għoli f'sub-stazzjon iddedikat għall-kumpless. Il-vultaġġ huwa aġġustat għal-livelli mixtieqa bl-użu ta ' transformers step-up jew step-down. L-enerġija kollha hija mgħoddija permezz ta 'swiċċjar u pannelli tal-kontroll għad-distribuzzjoni fil-bini kollu.
Kull bini jirrappreżenta tagħbija elettrika. Huwa possibbli li jkun hemm aktar minn tagħbija waħda ddedikata għal bini. Eżempju ta 'punt ta' tagħbija sekondarju f'bini huwa konvertitur tal-frekwenza. Peak wieħed tal-vultaġġ pożittiv u quċċata waħda tal-vultaġġ negattiv ugwali għal ċiklu wieħed (Hz). Provvista komuni hija 50 Hz jew 60 Hz. Xi tagħmir jeħtieġ provvista ta 'enerġija ta' 400 Hz biex jaħdem. Il-konvertituri tal-frekwenza jibdlu 50 Hz jew 60 Hz għal 400 Hz. Hemm ħafna eżempji oħra ta 'punti ta' tagħbija sekondarji f'bini. Fid-disinn tal-mikrogrid, kollha huma kkontrollati minn punt wieħed.
Enerġija tal-Ġeneratur tal-Backup & Peak Demand
Ġeneraturi ta 'backup jipprovdu enerġija lill-grilja meta l-enerġija ta' utilità tonqos. Il-ġeneratur huwa magħmul minn magna u alternatur (tarf tal-ġeneratur). Gass Naturali (NG) u magni li jaħdmu bid-diżil huma l-istandard tal-industrija. Magni li jaħdmu bl-NG jistgħu joperaw b'mod indefinit sakemm il-provvista tal-gass ta' utilità ma tiġix interrotta. L-enerġija ta' backup mhix disponibbli meta l-provvista tkun assigurata.
Ġeneraturi b'magni tad-diżil jistgħu joperaw meta l-infrastruttura kollha tfalli, inkluża l-provvista tal-gass naturali. It-tankijiet ewlenin tal-provvista tal-fjuwil għandhom jiġu mmonitorjati u mimlija mill-ġdid meta jkunu baxxi. Sistemi awtomatizzati jistgħu jinnotifikaw lill-operatur meta l-livelli tat-tank huma f'punt predeterminat biex jeliminaw l-għeluq minħabba nuqqas ta 'karburant.
Applikazzjonijiet ta 'Ġeneratur ta' ġewwa
Il-magna, is-sistemi tat-tkessiħ, u t-truf tal-ġeneraturi huma kollha mmuntati fuq skid fabbrikat minn travi tal-azzar. L-iskid huwa mmuntat mal-art tal-bini. Il-muntaturi tal-gomma jintużaw f'postijiet ewlenin biex inaqqsu l-vibrazzjoni waqt it-tħaddim.
Dan il-ġeneratur tal-istil m'għandux tankijiet tal-fjuwil u jeħtieġ provvista esterna tal-fjuwil. Tank(i) kbar tal-fjuwil primarju jistgħu jfornu tankijiet ta' jum. Għandu jkollhom l-egżost tal-bini u l-provvista ta 'arja li tkessaħ jew sistema ta' tkessiħ ta 'wara l-bejgħ bħal Heat Exchanger (HEX) installat.
Applikazzjonijiet ta' Ġeneraturi ta' Barra
Ġeneraturi li jintużaw barra huma mmuntati f'għeluq reżistenti għat-temp jew għat-temp. Ħafna kompartimenti huma attenwati bil-ħoss biex jitnaqqas il-ħoss tat-tħaddim. Il-ġeneratur huwa skid immuntat fuq tank tal-karburant tal-ħajt doppju. Dawn il-ġeneraturi m'għandhomx rekwiżiti esterni ta' fjuwil, exhaust, jew sistema ta' tkessiħ. Qabbad il-kejbils tal-qawwa tal-ħruġ mal-ġeneratur, u huwa lest li jassumi t-tagħbija.
Iż-żewġ stili ta 'ġeneraturi huma disponibbli b'kontrolli elettroniċi avvanzati u jistgħu jitħaddmu b'mod parallel. Xarabank tal-ġeneratur tal-backup maqsum jista 'jiġi rranġat biex iforni ammonti kbar ta' vultaġġi differenti. Biex tara l-istokk tagħna ta 'ġeneraturi ġodda u użati mur Ġeneratur Sors. Aħna nipprovdu servizzi ta 'ġeneratur bħal manutenzjoni, issolvi l-problemi u tiswija, installazzjoni.
Ġenerazzjoni tal-Enerġija Ħadra
L-Aġenzija għall-Protezzjoni Ambjentali (EPA) tiddefinixxi l-enerġija ekoloġika bħala elettriku prodott minn sistemi solari, mir-riħ, ġeotermali, bijogass, bijomassa u idroelettriċi. Il-mudell tagħna kien jinkludi enerġija mir-riħ u solari. Użi possibbli huma esplorati hawn taħt.
Enerġija Solari
Il-pannelli solari huma magħmula minn ċelloli fotovoltajċi. Dawn iċ-ċelloli jikkonvertu d-dawl tax-xemx f'elettriku tal-Kurrent Dirett (DC). L-elettriku maħluq huwa maħżun fil-banek tal-batteriji. Ladarba l-banek tal-batteriji jkunu kompletament iċċarġjati, l-elettriku jista 'jiġi mgħoddi lura bl-użu ta' inverter u jinbiegħ.
L-inverter huwa l-qalba tas-sistema UPS. Meta tintilef l-enerġija, il-batteriji jipprovdu enerġija lil ċirkwiti li għandhom rekwiżiti ta 'enerġija kritiċi. L-inverter jibdel DC għal Kurrent Alternattiv (AC) biex iforni ċirkwiti filwaqt li ġeneraturi ta 'backup jippreparaw biex jaċċettaw it-tagħbija.
Enerġija mir-riħ
Ir-riħ jintuża biex idawwar it-turbini. It-turbini jipproduċu elettriku AC ħafna bil-mod kif jiffunzjonaw ġeneraturi li jaħdmu bid-diżil u bil-fwar. Turbini tar-riħ jistgħu wkoll jiġu konnessi mal-grilja ta 'enerġija ta' utilità l-grilja ta 'backup tal-batterija UPS.
Turbini li huma konnessi mal-grilja elettrika għandhom jaqblu mal-fażi u l-frekwenza. Sabiex tqabbel il-fażi u l-frekwenza tal-grilja, l-enerġija tat-turbini hija mgħoddija minn AC għal konvertitur AC. AC jiġi kkonvertit għal DC imbagħad rettifikat lura għal AC b'inverter u mgħoddi lejn il-grid. Il-kurrent AC mit-turbina tar-riħ jista 'wkoll jiġi mgħoddi permezz ta' konvertitur biex jgħin fl-iċċarġjar tal-bank tal-batterija.
L-enerġija solari u mir-riħ huma metodi kbar biex jikkumpensaw l-ispejjeż tal-konsum tal-enerġija tal-bini, iżda ma żviluppawx biżżejjed biex jaċċettaw id-dazji tal-enerġija backup. It-tnejn huma dipendenti fuq il-kundizzjonijiet tat-temp lokalizzati u l-banek tal-batteriji disponibbli. F'jum imsaħħab mingħajr il-banek tal-batteriji tar-riħ jistgħu jbattu malajr mingħajr ma jiċċarġjaw sforzi.
Banek tal-Batteriji tal-Backup
Is-soluzzjonijiet tal-enerġija ħadra ħafna drabi jużaw l-użu ta 'banek ta' batteriji ta 'backup. Dawn il-banek jipprovdu enerġija momentarja tal-UPS biss. Huma ddisinjati biex jipprovdu enerġija meta l-enerġija tal-utilità tfalli fil-faċilità, filwaqt li l-ġeneraturi jibdew jassumu t-tagħbija.
Sistemi ta 'batteriji ta' backup jistgħu jinbnew bi tliet stili differenti ta 'banek ta' batteriji elenkati hawn taħt:
Ċelloli taċ-Ċomb Aċidu - Batteriji b'ċelloli taċ-ċomb-aċidu huma l-inqas soluzzjoni għalja. Dawn jistgħu jkunu tweġiba tajba off-grid għal applikazzjonijiet iżgħar
Lithium Ion - Eħfef u aktar kompatt u jdum aktar minn batteriji ta 'aċidu taċ-ċomb. Madankollu, huma aktar għaljin
Ilma mielaħ - Dan il-ġdid jiddependi fuq l-eleċitroliti fl-ilma mielaħ. Il-batteriji huma l-aktar mhux ittestjati iżda faċilment riċiklati
Il-banek tal-batteriji li jaħdmu bir-riħ huma ċċarġjati minn konvertitur li jibdel AC għal DC. Batteriji li jaħdmu bl-enerġija solari m'għandhomx bżonn konvertitur minħabba li l-pannelli solari jiġġeneraw DC.
Meta tintilef il-qawwa tal-utilità hemm qrib millisekonda ta' ħin telf ta' ħin għal rispons pożittiv tal-ġeneratur.
Faċilitajiet u kumplessi bħal sptarijiet, ċentri tad-dejta, u muniċipalitajiet għandhom tolleranza żero għal telf ta 'enerġija. Huma jiddependu fuq banek ta 'batteriji biex ifornu l-enerġija fl-interim ta' telf ta 'enerġija ta' utilità. Din hija soluzzjoni kbira għal żmien qasir, iżda l-banek tal-batteriji għandhom il-limitazzjonijiet tagħhom.
Batteriji bil-kapaċità li jaċċettaw tagħbija elettrika huma għaljin għal xiri inizjali. Batteriji taċ-ċomb-aċidu għandhom elettrolit huwa l-likwidu fiċ-ċelloli tal-batterija. Il-livell tal-elettroliti u l-gravità speċifika għandhom jiġu kkontrollati ta 'spiss. Anke b'manutenzjoni bir-reqqa, il-ħajja ta 'dawn il-batteriji tista' tkun biss minn 5 sa 15-il sena.
Spiża ta 'Enerġija Rinnovabbli u Sistemi ta' Ħażna ta 'Enerġija
Riżorsi ta 'enerġija rinnovabbli bħal farms tar-riħ, farms solari, u ġenerazzjoni idroelettrika għandhom prezz ta' xiri inizjali kbir. Tekniċi b'esperjenza u ekwipaġġi tal-kostruzzjoni huma meħtieġa biex jinstallaw it-tagħmir mixtri. Wara l-installazzjoni, l-ittestjar, u l-ikkummissjonar it-tagħmir għandu jinżamm. Ħafna drabi hija meħtieġa forza ta 'manutenzjoni full-time biex it-tagħmir jibqa' jaħdem skont l-ispeċifikazzjonijiet.
Il-ħażna tal-enerġija qed tavvanza malajr u se tkun attur ewlieni fil-futur tal-mikrogrids. Jista 'jkun suġġett kumpless ħafna u jeħtieġ inġiniera u ppjanar, u l-ispejjeż huma fuq il-mappa kollha skont il-bżonnijiet tiegħek. Microgrid Knowledge għandu artiklu reċenti eċċellenti dwar xi wħud mill-aħħar żviluppi fil-ħażna tal-enerġija mill-konferenza tal-2019 biex wieħed jidħol fih hawn. Huma jagħtu dettalji dwar it-triq lejn GW tal-għan tal-ħażna tal-enerġija u l-aħħar aħbarijiet mill-kumpaniji u l-politiki tal-FERC li issa qed jiġu mbuttati.
Stazzjon ta' Kontroll
L-istazzjon tal-kontroll jipprovdi lill-operatur kemm b'kapaċitajiet ta 'kontroll kif ukoll ta' monitoraġġ. Kull sistema tista 'tinqasam f'sub-sistema li fiha biċċiet individwali ta' tagħmir.
Pannelli ta 'Distribuzzjoni u Kontroll - Irċievi vultaġġi ta' input mis-sorsi kollha u tqassam l-enerġija għaċ-ċirkwiti meħtieġa.
Ġeneraturi ta 'Backup - Is-softwer tal-istazzjon tal-kontroll jimmonitorja u għandu l-abbiltà li jibdel il-konfigurazzjoni tat-tħaddim tal-ġeneratur biex iforni l-enerġija lil ċirkwiti kritiċi.
Green Power - Il-banek tal-batteriji UPS huma mmonitorjati. Input ta 'enerġija solari għall-banek tal-batteriji u l-grilja huma mmonitorjati. Stats tat-turbini tar-riħ immonitorjati. Il-ħila li jaqilbu għal turbina tar-riħ żejda jew bank tal-batterija.
Bażikament, l-istazzjon ta 'kontroll jipprovdi soluzzjoni ta' softwer biex iżomm, jimmonitorja u jikkontrolla l-ħardwer kollu assoċjat ma 'konfigurazzjoni ta' mikrogrid. Jista 'jkun hemm biċċiet multipli ta' softwer li jappoġġjaw l-operazzjonijiet tal-grilja.
Is-sensja hija prinċipju ewlieni fid-disinn ta' dawn is-sistemi. Redundancy huwa li jkollok stand lest minn biċċa tagħmir fil-każ ta 'ħsara fit-tagħmir primarju. Ġeneraturi, turbini tar-riħ, u banek ta 'batteriji huma kollha eżempji ta' sistemi li jista 'jkollhom tagħmir prinċipali u ta' appoġġ żejda.
Xi tagħmir żejda jassumi awtomatikament id-dmirijiet tat-tagħmir prinċipali assenjat u jinnotifika lill-operatur dwar kwistjoni. L-operatur tal-istazzjon ta 'kontroll imbagħad jinnotifika l-manutenzjoni tal-kwistjoni sabiex tkun tista' tiġi kkoreġuta. Tagħmir żejda jissodisfa l-istess rekwiżiti bħat-tagħmir prinċipali. Ħafna drabi t-tagħmir prinċipali u żejjed jiġi skambjat mill-operatur għall-ittestjar skedat.
Il-mikrogrid huwa kunċett. Jista 'jkun disinn kbir jew żgħir kif meħtieġ għall-installazzjoni. Dan huwa kunċett antik li qiegħed hawn biex jibqa'. Hekk kif tiżdied it-teknoloġija tal-ġenerazzjoni tal-enerġija, hekk se tiżdied l-użu tal-mikrogrids.
