Potražnja električne energije ulazi u novo razdoblje rasta.
Veliki podatkovni centri, električna vozila,-punjenja velike snage i industrijska elektrifikacija dodaju značajna nova opterećenja energetskim sustavima. Izazov nije samo koliko će električne energije biti potrebno, već igdje i kada će se ta potražnja pojaviti.
Novi podatkovni centar, industrijska proizvodna linija ili čvorište za punjenje mogu stvoriti veliko opterećenje na jednom mjestu. Lokalne trafostanice, transformatori i distribucijske mreže možda nisu projektirane za ovu razinu potražnje.
Tradicionalno širenje mreže i dalje je ključno, ali novi dalekovodi, trafostanice i nadogradnje veza mogu zahtijevati značajna ulaganja, vrijeme planiranja, izdavanja dozvola i izgradnje. Distribuirana energija ne može zamijeniti mrežu, ali može pomoći tvrtkama i lokalnim mrežama da upravljaju potražnjom dok ih veća infrastruktura sustigne.
Rastuća lokalna potražnja za električnom energijom nadmašuje širenje mreže
Veliki podatkovni centri, električna vozila i industrijska elektrifikacija stvaraju sve veću koncentriranu lokalnu potražnju za električnom energijom. Brze-stanice za punjenje, proširenja tvornica i podatkovni centri mogu brzo dovesti transformatore i mrežne veze blizu svojih granica. Međutim, nove trafostanice, dalekovodi i nadogradnje veza često zahtijevaju godine planiranja, odobrenja i izgradnje. Izazov stoga nije samo proizvodnja više električne energije, već i usklađivanje potražnje, kapaciteta mreže i vremena. Distribuirani energetski sustavi mogu pomoći smanjiti ovaj jaz.
Što uključuje lokalni distribuirani energetski sustav?
Distribuirana energija najbolje funkcionira kao integrirani sustav, a ne skup neovisnih uređaja.
Tipični komercijalni ili industrijski sustav može uključivati sljedeće komponente.
1. Krovni solar
Krovni fotonaponski sustavi proizvode električnu energiju blizu mjesta gdje se troši.
Za tvornice, skladišta, poslovne zgrade i podatkovne objekte s odgovarajućim krovnim prostorom,-solarna energija na licu mjesta može smanjiti uvoz električne energije tijekom dana i količinu energije koja mora proći kroz lokalnu mrežu.
Međutim, solarna energija ovisi o vremenu i dobu dana. Možda neće točno odgovarati profilu potražnje web-mjesta, tako da sama solarna energija ne može u potpunosti riješiti probleme vezane-kapaciteta ili vršnog-opterećenja.
Njegova vrijednost se povećava kada je usklađen sa skladišnim i fleksibilnim teretima.
2. Komercijalno i industrijsko skladištenje energije
Skladištenje baterije odvaja vrijeme proizvodnje od vremena potrošnje.
Može se puniti kada je solarna proizvodnja visoka ili je potražnja mreže relativno niska, a zatim se prazniti kada se mjesto približi granici snage ili porastu cijene električne energije.
Za komercijalne i industrijske korisnike, pohrana može podržati:
Vrhunsko brijanje
Prebacivanje energije
Solarna vlastita-potrošnja
Rezervno napajanje
Podrška za punjenje-opterećenja
Upravljanje-kvalitetom napajanja
Smanjeno kratkotrajno-naprezanje transformatora i napojnih vodova
Ovo je izravno povezano s prethodnom raspravom u"Zašto skladištenje energije postaje ključna infrastruktura, a ne dodatna oprema."
Skladištenje postaje infrastruktura jer daje lokalnom energetskom sustavu nešto što sama solarna proizvodnja ne može pružiti:kontrolu korištenja električne energije.
3. Kontrolirana opterećenja
Ne mora svako električno opterećenje raditi punom snagom u određeno vrijeme.
Neki industrijski procesi, HVAC sustavi, oprema za grijanje vode, rashladna oprema, pumpe i opterećenja za punjenje mogu se podesiti unutar prihvatljivih radnih granica.
Opterećenje koje se može kontrolirati ne mora nužno trošiti manje energije. Umjesto toga, dio njegove potrošnje odmiče se od razdoblja kada je mreža ili mjesto pod pritiskom.
Primjeri uključuju:
Privremeno smanjenje ne-kritične opreme
Zapanjujuće pokretanje-velikih motora
Podešavanje zahtjeva za hlađenjem unutar prihvatljivog temperaturnog raspona
Odgoda odabranih sesija punjenja
Planiranje energetski{0}}intenzivne proizvodnje tijekom-razdoblja manje potražnje
Ova vrsta fleksibilnosti potražnje često je jeftinija od izgradnje dovoljnog kapaciteta proizvodnje i mreže za svaki mogući vršni učinak.
4. Objekti za punjenje električnih vozila
Infrastrukturu za punjenje treba tretirati kao dio energetskog sustava lokacije, a ne kao izolirano opterećenje.
Nekontrolirano punjenje omogućuje svakom vozilu da crpi maksimalnu snagu kad god je spojeno. To može proizvesti vrhunac daleko iznad normalne potražnje web mjesta.
Pametno punjenje umjesto toga može dodijeliti snagu prema:
Vrijeme polaska vozila
Stanje napunjenosti baterije
Prioritet punjača
Dostupna solarna energija
Kapacitet baterije
Ograničenja povezivanja web mjesta
Cijene električne energije
Za skladište voznog parka ili stanicu za punjenje te-kamiona, ova koordinacija može značajno smanjiti maksimalnu snagu izvučenu iz mreže.
Dvosmjerno punjenje može stvoriti dodatnu fleksibilnost u odgovarajućim aplikacijama. Ministarstvo energetike SAD-a napominje da električna vozila mogu potencijalno opskrbljivati zgradama ili mrežom kroz mrežne sustave-na-zgradu i vozilo-na-nadopunjujući solarne i druge distribuirane resurse.
5. EMS upravljanje energijom
Sustav upravljanja energijom je ono što pretvara odvojenu opremu u koordinirani lokalni energetski sustav.
EMS prati proizvodnju, potrošnju, cijene električne energije, status baterije, potražnju punjača i ograničenja mreže. Zatim odlučuje kada bi svaka kontrolirana imovina trebala raditi.
Praktični EMS može koordinirati:
Krovna solarna proizvodnja
Punjenje i pražnjenje baterije
Grid uvoz i izvoz
Proizvodna opterećenja
Opterećenja zgrade
EV punjači
Pričuvne-rezerve napajanja
Vrijeme{0}}-upotrebe tarife električne energije
Bez koordinirane kontrole, solarna energija, spremnici i punjači mogu raditi jedni protiv drugih. Na primjer, baterija bi se mogla puniti iz mreže tijekom razdoblja najveće potrošnje dok se vozila također pune.
Učinkovit EMS sprječava te sukobe i upravlja mjestom prema jasnim prioritetima.
6. Interakcija mreže
Distribuirani energetski sustav obično ostaje povezan sa širom električnom mrežom.
Cilj nije djelovati neovisno u svakom trenutku. Cilj je inteligentnija interakcija s mrežom.
Ovisno o lokalnim propisima i tehničkim uvjetima, sustav može:
Ograničite maksimalan uvoz mreže
Izbjegavajte prekomjerni izvoz solarne energije
Odgovorite na signale komunalne potražnje
Osigurajte odgovor na potražnju
Održavajte rezervni kapacitet
Sudjelujte u programima-podrške mreže
Privremeno radi kao mikromreža tijekom prekida rada
Ministarstvo energetike SAD-a opisuje virtualne elektrane kao koordinirane grupe resursa kao što su krovna solarna energija, baterije iza--mjerila, električna vozila, punjači, pametne zgrade i fleksibilna komercijalna i industrijska opterećenja. Kada se agregiraju i kontroliraju, ti resursi mogu pomoći u ravnoteži ponude i potražnje električne energije i pružiti usluge slične konvencionalnim energetskim sredstvima.
Kako raspodijeljena energija smanjuje pritisak
Najveća prednost distribuirane energije nije to što stvara neograničenu količinu nove električne energije. To je da omogućuje učinkovitiju upotrebu postojećih proizvodnih i mrežnih kapaciteta.
Koordinirani sustav može smanjiti pritisak na nekoliko načina:
- Generiraj lokalno:Krovna solarna energija smanjuje dio dnevne potražnje za mrežom.
- Premjestite energiju kroz vrijeme:Naknade za skladištenje tijekom razdoblja-niže potražnje i pražnjenja tijekom vršnih opterećenja.
- Kontrola kada opterećenja rade:Fleksibilna oprema i pametno punjenje izbjegavaju nepotrebnu istovremenu potražnju.
- Ograničite vrhove web mjesta:EMS kontrola održava objekt unutar dogovorenog mrežnog-ograničenja uvoza.
- Smanjite izvozni stres:Skladištenje i kontrola opterećenja apsorbiraju više-generacije solarne energije na licu mjesta.
- Otpornost podrške:Baterije mogu održavati kritična opterećenja tijekom kratkih prekida.
- Koordinirajte s mrežom:Web-mjesta mogu reagirati na vanjske signale umjesto da djeluju kao pasivni potrošači.
Ove mjere mogu pomoći odgoditi neke lokalne nadogradnje, poboljšati ekonomičnost projekta ili omogućiti povezivanje novih opterećenja unutar postojećih ograničenja.
Međutim, rezultat uvelike ovisi o dizajnu sustava. Premala baterija, loše isplaniran raspored punjenja ili slaba strategija kontrole mogu pružiti malo praktične koristi.
Jednostavan primjer
Razmotrite industrijsko mjesto s maksimalnim priključkom na mrežu od 2 MW.
Njegovo normalno proizvodno opterećenje je 1,4 MW. Tvrtka zatim instalira nekoliko brzih punjača koji bi mogli dodati još 1 MW ako rade istovremeno.
Bez kontrole, ukupna potražnja mogla bi doseći 2,4 MW, premašivši ograničenje priključka.
Lokalni energetski sustav mogao bi odgovoriti na sljedeći način:
Opskrba dijela dnevnog opterećenja iz solarne energije na krovu
Korištenje pohrane baterije tijekom vršnog punjenja
Privremeno smanjenje snage punjača
Zapanjujuće punjenje vozila
Prebacivanje odabranih ne{0}}kritičnih opterećenja
Održavanje ukupnog uvoza mreže ispod 2 MW kroz EMS kontrolu
Sustav nije eliminirao potrebu za električnom energijom. Spriječio je da sva potražnja dođe do mreže u istom trenutku.
Zaključak
Rastuća potražnja za električnom energijom ne povećava samo količinu energije koja je potrebna svijetu. Također stvara novi pritisak na određenim mjestima iu određenim regijama.
Podatkovni centri zahtijevaju velika, stabilna napajanja. Industrijska elektrifikacija dodaje nova proizvodna opterećenja. Električna vozila i punjači-jake snage stvaraju koncentrirane vršne vrijednosti. U međuvremenu, tradicionalno širenje mreže može potrajati dulje nego što mnogi komercijalni projekti žele ili mogu čekati.
Lokalni energetski sustav izgrađen oko krovne solarne energije, komercijalnih i industrijskih skladišta, kontroliranih opterećenja, pametnog punjenja, EMS kontrole i mrežne interakcije može pomoći u uklanjanju dijela ovog jaza.
Njegova svrha nije zamjena električne mreže. Cilj je učiniti stranicu fleksibilnijom, predvidljivijom i lakšom za mrežu.
Kao što je objašnjeno u"Zašto skladištenje energije postaje ključna infrastruktura, a ne dodatna oprema,"skladištenje je ključno za ovaj prijelaz. Ali skladištenje daje najveću vrijednost kada se kombinira s lokalnom proizvodnjom, inteligentnom kontrolom opterećenja i koordiniranom interakcijom s mrežom.
SINELINKisporučuje fotonaponske kabele, konektore, komercijalne i industrijske sustave za pohranu energije i povezane komponente za projekte distribuirane energije. Podržavamo EPC izvođače, distributere i kupce projekata s odabirom proizvoda, tehničkom dokumentacijom, koordinacijom certifikacije i konfiguracijom sustava-temeljene na projektu.