Ffynhonnell: generatorsource.com
Mae'r cysyniad o ficrogridiau wedi bodoli ers blynyddoedd lawer. Dim ond yn ddiweddar y maent wedi cael cryn sylw a phwyso wrth i lawer o brosiectau newydd ddod yn realiti a chael eu cynhyrchu. Yn ddiweddar, nododd Bloom Energy fod 500 o ficrogridiau newydd yn y broses neu’n cael eu defnyddio eleni (2019) ac mae cyfansymiau ledled y byd yn yr ystod GW lluosog.
Yn y craidd, mae microgrid yn system grid pŵer bach sy'n cael ei sefydlu i reoli adnoddau ynni dosbarthedig a gall gynnwys ynni adnewyddadwy (solar, gwynt, a / neu ddŵr) gyda ffynonellau anadnewyddadwy eraill (fel generaduron disel, tyrbinau nwy, ac ati). Mae'r microgridiau hyn fel arfer yn rheoli llwythi ynni systemau cynhyrchu lluosog a hefyd yn defnyddio rhyw fath o system storio ynni. Maent yn gweithio gyda hyn i gyd ac yn ei reoli gyda gwahanol fathau o feddalwedd a systemau rheoli. Gellir eu sefydlu i weithredu ochr yn ochr â grid cyfleustodau a hefyd i redeg ar eu pen eu hunain yn ystod argyfyngau neu yn seiliedig ar anghenion penodol.
Hanfodion Microgrid - Beth yw Microgrid
Mae Adran Ynni'r UD (DOE) yn diffinio microgrid fel "Grŵp o lwythi rhyng-gysylltiedig ac adnoddau ynni dosbarthedig o fewn ffiniau trydanol wedi'u diffinio'n glir sy'n gweithredu fel un endid y gellir ei reoli mewn perthynas â'r grid. Gall microgrid gysylltu a datgysylltu o'r grid i ei alluogi i weithredu yn y modd grid ac ynys".
Yn ogystal, mae'r DOE yn honni "Mae microgridiau wedi'u nodi fel elfen allweddol o'r Grid Clyfar ar gyfer gwella ar gyfer gwella dibynadwyedd ac ansawdd pŵer, gan gynyddu
effeithlonrwydd ynni system, a darparu'r posibilrwydd o annibyniaeth grid i safleoedd defnyddwyr terfynol unigol". Gall manteision defnyddio technoleg microgrid fod fel a ganlyn:
- Yn integreiddio â thechnolegau grid a grid smart lluosog
- Integreiddio egni dosbarthedig ac adnewyddadwy, gan leihau llwyth brig
- Yn sicrhau bod ynni'n cael ei gyflenwi i gyfadeiladau ag anghenion pŵer critigol
Mae sefydliadau eraill yn diffinio microgridiau yn yr un modd, gan gynnwys y cysyniad o lwythi lluosog a chynhyrchu ynys. Mae cynhyrchu ynys yn bŵer a gyflenwir gan wynt, solar, cynhyrchu ynni dŵr, neu gynhyrchu diesel/NG.
Mae'r darlun yn y graffig cyntaf yn ficrogrid sy'n defnyddio pŵer cyfleustodau fel y brif ffynhonnell. Mae'r fferm wynt a solar yn pweru banc batri at ddefnydd brys pan gollir pŵer cyfleustodau. Mae'r ddau fel arfer wedi'u cysylltu â'r grid i leihau costau gweithredu'r cyfleuster. Pan gollir pŵer cyfleustodau, caiff y cyfadeilad ei newid i bŵer batri o'r gosodiad gwynt a solar. Mae'r generaduron yn cychwyn ac yn cymryd yn ganiataol y llwyth o'r batris. Nid yw'r adeiladau ar ochr llwyth y gylched yn gweld unrhyw amrywiad pŵer oherwydd dyluniad y grid dosbarthu. Pan ddychwelir pŵer cyfleustodau, dychwelir y llwyth i'r cyflenwad cyfleustodau a chaiff generaduron wrth gefn eu cau. Fferm wynt a solar yn dychwelyd i weithrediad arferol.
Mae llawer o ffactorau'n ymwneud â dylunio ac adeiladu microgrid. Mae datblygiadau yn y technolegau cynhyrchu a dosbarthu pŵer yn caniatáu ar gyfer systemau sy'n lleihau'r defnydd o bŵer, yn defnyddio dulliau cynhyrchu gwyrdd, ac yn bodloni gofynion cyflenwad pŵer hanfodol. Amlinellir gwybodaeth sylfaenol ar gyfer pob un o'r ffynonellau pŵer a'r systemau rheoli isod. Mae adeiladu'r microgrid hwn yn ffuglen ond wedi'i fodelu mewn cysyniad o brosiectau DOE.
Pŵer Cyfleustodau a Llwythi
Mae'r microgridiau mwyaf cyffredin yn defnyddio pŵer cyfleustodau a gyflenwir gan y cwmni pŵer lleol fel y prif gyflenwad. Gall microgridiau sydd wedi'u lleoli mewn lleoliadau anghysbell ddefnyddio cynhyrchu trydan dŵr fel pŵer sylfaenol neu ddefnyddio offer cynhyrchu tanwydd ffosil fel pŵer sylfaenol.
Mae gweithfeydd pŵer yn cynhyrchu trydan foltedd uchel. Mae rhai yn defnyddio trawsnewidyddion cam-i-fyny i gynyddu foltedd ar gyfer trosglwyddo i is-orsafoedd. Mae is-orsafoedd yn derbyn foltedd o'r gweithfeydd pŵer gan linellau foltedd uchel. Mae folteddau yn cael eu haddasu i ofynion a'u dosbarthu i gwsmeriaid.
Mae ysbytai, cyfleusterau cywiro'r wladwriaeth, a chanolfannau data yn rhai o'r diwydiannau sydd angen Ffynhonnell Pŵer Ddi-dor (UPS). Mae gan lawer ohonynt adeiladau lluosog sydd angen pŵer cyson. Gall fod gan rai o'r adeiladau ardaloedd sydd angen ffynhonnell pŵer ar wahân oherwydd gofynion foltedd, amperage a/neu amlder.
Mae'r gosodiadau hyn yn defnyddio llawer iawn o bŵer i gynnal gweithrediadau arferol o ddydd i ddydd. Maen nhw'n derbyn pŵer o linellau foltedd uchel mewn is-orsaf sy'n ymroddedig i'r cyfadeilad. Mae foltedd yn cael ei addasu i lefelau dymunol gan ddefnyddio trawsnewidyddion cam-i-fyny neu gam-i-lawr. Mae'r holl bŵer yn cael ei gyfeirio trwy switsio a phaneli rheoli i'w ddosbarthu ledled yr adeiladau.
Mae pob adeilad yn cynrychioli llwyth trydanol. Mae'n bosibl cael mwy nag un llwyth pwrpasol i adeilad. Enghraifft o bwynt llwyth eilaidd mewn adeilad yw trawsnewidydd amledd. Mae un brig foltedd positif ac un brig foltedd negyddol yn hafal i un gylchred (Hz). Y cyflenwad cyffredin yw 50 Hz neu 60 Hz. Mae angen cyflenwad pŵer 400 Hz ar rai offer i weithredu. Mae trawsnewidyddion amledd yn newid 50 Hz neu 60 Hz i 400 Hz. Mae llawer o enghreifftiau eraill o bwyntiau llwyth eilaidd mewn adeilad. Yn y dyluniad microgrid, mae pob un yn cael ei reoli o un pwynt.
Pŵer Cynhyrchydd Wrth Gefn a Galw Brig
Mae generaduron wrth gefn yn cyflenwi pŵer i'r grid pan fydd pŵer cyfleustodau'n methu. Mae'r generadur yn cynnwys injan ac eiliadur (pen generadur). Nwy Naturiol (NG) a pheiriannau sy'n cael eu pweru gan ddisel yw safon y diwydiant. Gall injans â thanwydd NG weithredu am gyfnod amhenodol cyn belled nad yw cyflenwad nwy cyfleustodau yn cael ei dorri. Nid yw pŵer wrth gefn ar gael pan fydd y cyflenwad wedi'i ddiogelu.
Gall generaduron gyda pheiriannau tanwydd disel weithredu pan fydd yr holl seilwaith yn methu, gan gynnwys cyflenwad nwy naturiol. Rhaid monitro prif danciau cyflenwi tanwydd a'u hailgyflenwi pan fyddant yn isel. Gall systemau awtomataidd hysbysu'r gweithredwr pan fydd lefelau'r tanc wedi cyrraedd pwynt a bennwyd ymlaen llaw i ddileu cau oherwydd diffyg tanwydd.
Ceisiadau Generadur Dan Do
Mae injan, systemau oeri, a phennau generadur i gyd wedi'u gosod ar sgid wedi'i wneud o drawstiau dur. Mae'r sgid wedi'i osod ar lawr yr adeilad. Defnyddir mowntiau rwber mewn lleoliadau allweddol i leihau dirgryniad yn ystod gweithrediad.
Nid oes gan y generadur arddull hwn danciau tanwydd ac mae angen cyflenwad tanwydd allanol arno. Gall tanc(iau) tanwydd cynradd mawr gyflenwi tanciau dydd. Rhaid iddynt gael gwacáu adeilad a chyflenwad aer oeri neu system oeri ôl-farchnad megis Cyfnewidydd Gwres (HEX).
Ceisiadau Generadur Awyr Agored
Mae generaduron a ddefnyddir yn yr awyr agored yn cael eu gosod mewn lloc sy'n gwrthsefyll y tywydd neu sy'n gwrthsefyll y tywydd. Mae llawer o gaeau wedi'u gwanhau'n gadarn i leihau sŵn gweithredu. Mae'r generadur wedi'i osod yn sgid ar danc tanwydd wal ddwbl. Nid oes gan y generaduron hyn ofynion tanwydd, gwacáu neu system oeri allanol. Cysylltwch geblau pŵer allbwn i'r generadur, ac mae'n barod i gymryd y llwyth yn ganiataol.
Mae'r ddau fath o eneraduron ar gael gyda rheolyddion electronig uwch a gellir eu gweithredu ochr yn ochr. Gellir trefnu bws generadur wrth gefn hollt i gyflenwi symiau mawr o wahanol folteddau. I weld ein stoc o eneraduron newydd ac ail-law ewch i Generator Source. Rydym yn darparu gwasanaethau generadur megis cynnal a chadw, datrys problemau a thrwsio, gosod.
Cynhyrchu Pŵer Gwyrdd
Mae Asiantaeth Diogelu'r Amgylchedd (EPA) yn diffinio pŵer gwyrdd fel trydan a gynhyrchir o systemau solar, gwynt, geothermol, bio-nwy, biomas a thrydan dŵr. Roedd ein model yn cynnwys ynni gwynt a solar. Mae defnyddiau posibl yn cael eu harchwilio isod.
Ynni'r haul
Mae paneli solar yn cynnwys celloedd ffotofoltäig. Mae'r celloedd hyn yn trosi golau'r haul yn drydan Cerrynt Uniongyrchol (DC). Mae'r trydan a grëwyd yn cael ei storio mewn banciau batri. Unwaith y bydd y banciau batri wedi'u gwefru'n llawn, gellir cyfeirio trydan yn ôl gan ddefnyddio gwrthdröydd a'i werthu.
Y gwrthdröydd yw calon y system UPS. Pan gollir pŵer, mae batris yn cyflenwi pŵer i gylchedau sydd â gofynion pŵer critigol. Mae'r gwrthdröydd yn newid DC i Gerrynt eiledol (AC) i gyflenwi cylchedau tra bod generaduron wrth gefn yn paratoi i dderbyn y llwyth.
Ynni Gwynt
Defnyddir gwynt i droelli tyrbinau. Mae'r tyrbinau'n cynhyrchu trydan AC yn sylweddol yn y ffordd y mae generaduron sy'n cael eu pweru gan ddisel a generaduron stêm yn gweithredu. Gellir cysylltu tyrbinau gwynt hefyd â'r grid pŵer cyfleustodau, y grid wrth gefn batri UPS.
Rhaid i dyrbinau sydd wedi'u cysylltu â'r grid trydanol gyd-fynd â'r cyfnod a'r amlder. Er mwyn cyfateb cyfnod ac amlder y grid, mae pŵer tyrbin yn cael ei gyfeirio trwy drawsnewidydd AC i AC. Mae AC yn cael ei drawsnewid yn DC ac yna'n cael ei unioni yn ôl i AC gyda gwrthdröydd a'i gyfeirio at y grid. Gall y cerrynt AC o'r tyrbin gwynt hefyd gael ei gyfeirio trwy drawsnewidydd i gynorthwyo â gwefru banc batri.
Mae pŵer solar a gwynt yn ddulliau gwych o wrthbwyso costau defnyddio pŵer adeiladu, ond nid ydynt wedi datblygu digon i dderbyn dyletswyddau pŵer wrth gefn. Mae'r ddau yn dibynnu ar y tywydd lleol a'r banciau batri sydd ar gael. Ar ddiwrnod cymylog heb wynt gall banciau batri ddisbyddu'n gyflym heb ymdrechion codi tâl.
Banciau Batri Wrth Gefn
Mae datrysiadau pŵer gwyrdd yn aml yn defnyddio banciau batri wrth gefn. Mae'r banciau hyn yn darparu pŵer ennyd UPS yn unig. Maent wedi'u cynllunio i ddarparu pŵer pan fydd pŵer cyfleustodau'n methu yn y cyfleuster, tra bod y generaduron yn cychwyn i gymryd y llwyth.
Gellir adeiladu systemau batri wrth gefn gyda thri math gwahanol o fanciau batri a restrir isod:
Celloedd Asid Plwm - Batris gyda chelloedd asid plwm yw'r ateb lleiaf drud. Gall y rhain fod yn ateb da oddi ar y grid ar gyfer ceisiadau llai
Ion Lithiwm - Ysgafnach a mwy cryno ac yn para'n hirach na batris asid plwm. Fodd bynnag, maent yn ddrutach
Dŵr Halen - Mae'r newydd-ddyfodiad hwn yn dibynnu ar elecytrolytes mewn dŵr halen. Mae batris heb eu profi ar y cyfan ond yn hawdd eu hailgylchu
Mae trawsnewidydd sy'n newid AC i DC yn gwefru banciau batri sy'n cael eu pweru gan wynt. Nid oes angen trawsnewidydd ar fatris solar oherwydd bod paneli solar yn cynhyrchu DC.
Pan gollir pŵer cyfleustodau, mae bron i filieiliad o amser yn colli amser ar gyfer ymateb cadarnhaol y generadur.
Nid oes gan gyfleusterau a chyfadeiladau fel ysbytai, canolfannau data a bwrdeistrefi unrhyw oddefgarwch am golli pŵer. Maent yn dibynnu ar fanciau o fatris i gyflenwi pŵer yn y cyfamser o golled pŵer cyfleustodau. Mae hwn yn ateb tymor byr gwych, ond mae gan fanciau batri eu cyfyngiadau.
Mae batris sydd â'r gallu i dderbyn llwyth trydanol yn ddrud ar gyfer pryniant cychwynnol. Mae gan batris asid plwm electrolyt yw'r hylif mewn celloedd batri. Rhaid gwirio lefel yr electrolyte a disgyrchiant penodol yn aml. Hyd yn oed gyda chynnal a chadw gofalus, dim ond 5 i 15 mlynedd y gall hyd oes y batris hyn fod.
Cost Ynni Adnewyddadwy a Systemau Storio Ynni
Mae gan adnoddau ynni adnewyddadwy megis ffermydd gwynt, ffermydd solar, a chynhyrchu trydan dŵr dag pris prynu cychwynnol mawr. Mae angen technegwyr a chriwiau adeiladu profiadol i osod yr offer a brynwyd. Ar ôl gosod, profi a chomisiynu, rhaid cynnal yr offer. Yn aml mae angen grym cynnal a chadw amser llawn i gadw'r offer i redeg i fanylebau.
Mae storio ynni yn datblygu'n gyflym a bydd yn chwaraewr allweddol yn nyfodol microgridiau. Gall fod yn bwnc hynod gymhleth ac mae angen peirianwyr a chynllunio, ac mae'r costau i gyd dros y map yn dibynnu ar eich anghenion. Mae gan Microgrid Knowledge erthygl ddiweddar ragorol ar rai o'r datblygiadau diweddaraf ym maes storio ynni o gynhadledd 2019 i blymio iddynt yma. Maent yn manylu ar y llwybr i GW o nod storio ynni a'r newyddion diweddaraf gan gwmnïau a pholisïau FERC sydd bellach yn cael eu gwthio drwodd.
Gorsaf Reoli
Mae'r orsaf reoli yn rhoi galluoedd rheoli a monitro i'r gweithredwr. Gellir rhannu pob system yn is-system sydd â darnau unigol o offer ynddo.
Paneli Dosbarthu a Rheoli - Derbyn folteddau mewnbwn o bob ffynhonnell a dosbarthu pŵer i gylchedau sydd eu hangen.
Generaduron Wrth Gefn - Mae meddalwedd gorsaf reoli yn monitro ac mae ganddo'r gallu i newid cyfluniad rhedeg y generadur i gyflenwi pŵer i gylchedau critigol.
Pŵer Gwyrdd - Mae banciau batri UPS yn cael eu monitro. Mae mewnbwn pŵer solar i fanciau batri a grid yn cael eu monitro. Ystadegau tyrbin gwynt wedi'u monitro. Y gallu i newid i dyrbin gwynt neu fanc batri segur.
Yn y bôn, mae'r orsaf reoli yn darparu datrysiad meddalwedd i gynnal, monitro a rheoli'r holl galedwedd sy'n gysylltiedig â chyfluniad microgrid. Gall fod sawl darn o feddalwedd yn cefnogi gweithrediadau'r grid.
Mae dileu swyddi yn egwyddor allweddol wrth ddylunio'r systemau hyn. Mae dileu swydd yn golygu cael stand parod wrth ymyl darn o offer os bydd offer sylfaenol yn methu. Mae generaduron, tyrbinau gwynt, a banciau batri i gyd yn enghreifftiau o systemau a all fod â phrif gyflenwad ac offer ategol segur.
Mae rhai offer segur yn cymryd dyletswyddau'r prif offer a neilltuwyd yn awtomatig ac yn hysbysu'r gweithredwr am fater. Yna mae gweithredwr yr orsaf reoli yn hysbysu cynnal a chadw o'r mater fel y gellir ei gywiro. Mae offer diangen yn bodloni'r un gofynion â'r prif offer. Yn aml, mae'r gweithredwr yn cyfnewid prif offer a chyfarpar segur am brofion wedi'u hamserlennu.
Mae'r microgrid yn gysyniad. Gall fod yn ddyluniad mor fawr neu mor fach ag sydd ei angen ar gyfer gosod. Mae hwn yn hen gysyniad sydd yma i aros. Wrth i dechnoleg cynhyrchu pŵer gynyddu, felly hefyd y bydd y defnydd o ficrogridiau.