Elektrinõudlus on jõudmas uude kasvuperioodi.
Suured andmekeskused, elektrisõidukid, suure võimsusega{0}}laadimine ja tööstuslik elektrifitseerimine lisavad elektrisüsteemidele uusi olulisi koormusi. Väljakutse ei seisne mitte ainult selles, kui palju elektrit vaja läheb, vaid kakus ja millal see nõudlus ilmub.
Uus andmekeskus, tööstuslik tootmisliin või laadimisjaam võib tekitada ühes kohas suure koormuse. Kohalikud alajaamad, trafod ja jaotusvõrgud ei pruugi olla sellise nõudluse jaoks projekteeritud.
Traditsiooniline võrgu laiendamine on endiselt hädavajalik, kuid uued ülekandeliinid, alajaamad ja ühenduste uuendamine võivad nõuda märkimisväärseid investeeringuid, planeerimist, lubade andmist ja ehitusaega. Jaotatud energia ei saa võrku asendada, kuid see võib aidata ettevõtetel ja kohalikel võrkudel nõudlust hallata, samal ajal kui suurem infrastruktuur järele jõuab.
Kasvav kohalik energianõudlus ületab võrgu laienemise
Suured andmekeskused, elektrisõidukid ja tööstuslik elektrifitseerimine tekitavad üha kontsentreeritumat kohalikku energianõudlust. Kiirlaadimisjaamad-, tehase laiendused ja andmekeskused võivad trafod ja võrguühendused kiiresti oma piiride lähedale viia. Uued alajaamad, ülekandeliinid ja ühenduste uuendamine nõuavad aga sageli aastatepikkust planeerimist, kinnitamist ja ehitamist. Seetõttu ei seisne väljakutse mitte ainult rohkem elektrienergia tootmine, vaid ka nõudluse, võrgu läbilaskevõime ja ajastuse sobitamine. Hajutatud energiasüsteemid võivad aidata seda lõhet vähendada.
Mida sisaldab kohalik hajutatud energiasüsteem?
Jaotatud energia toimib kõige paremini integreeritud süsteemina, mitte sõltumatute seadmete kogumina.
Tüüpiline kaubandus- või tööstussüsteem võib sisaldada järgmisi komponente.
1. Katusepäikesepatarei
Katusepealsed fotogalvaanilised süsteemid toodavad elektrit selle tarbimise lähedal.
Sobiva katusepinnaga tehaste, ladude, ärihoonete ja andmerajatiste puhul võib kohapealne{0}}päikeseenergia vähendada päevast elektriimporti ja kohalikku võrku läbiva võimsuse hulka.
Päikeseenergia võimsus sõltub aga ilmast ja kellaajast. See ei pruugi täpselt vastata saidi nõudluse profiilile, seega ei saa päikeseenergia üksi täielikult lahendada ühendus-võimsuse või tippkoormuse{2}}probleeme.
Selle väärtus suureneb, kui see on kooskõlastatud ladustamise ja paindlike koormatega.
2. Kaubanduslik ja tööstuslik energia salvestamine
Aku ladustamine eraldab genereerimise aja tarbimise ajast.
See võib laadida, kui päikeseenergia tootmine on kõrge või võrgunõudlus suhteliselt madal, ja tühjendada, kui koht läheneb oma võimsuspiirangule või elektrihinnad tõusevad.
Kommerts- ja tööstuskasutajate jaoks võib salvestus toetada:
Tipp raseerimine
Energia nihutamine
päikeseenergia{0}}omatarbimine
Varutoide
Laadimise{0}}tugi
Võimsa-kvaliteedijuhtimine
Vähendatud lühiajaline{0}}pinge trafodele ja sööturitele
See on otseselt seotud varasema aruteluga"Miks on energiasalvestusest saamas oluline infrastruktuur, mitte valikuline varustus."
Salvestus on muutumas infrastruktuuriks, kuna see annab kohalikule energiasüsteemile midagi, mida päikeseenergia tootmine üksi ei suuda pakkuda:kontrollida, millal elektrit kasutatakse.
3. Kontrollitavad koormused
Mitte iga elektrikoormus ei pea kindlal ajal täisvõimsusel töötama.
Mõningaid tööstusprotsesse, HVAC-süsteeme, vee soojendamist, külmutusseadmeid, pumpasid ja laadimiskoormust saab reguleerida vastuvõetavates tööpiirides.
Kontrollitav koormus ei pruugi tarbida vähem energiat. Selle asemel viiakse osa selle tarbimisest eemale perioodidest, mil võrk või koht on surve all.
Näited:
Mittekriitiliste seadmete ajutine vähendamine
Suurte mootorite{0}}käivitamine järk-järgult
Jahutusvajaduse reguleerimine vastuvõetavas temperatuurivahemikus
Valitud laadimisseansside edasilükkamine
Energiamahuka{0}tootmise ajastamine-madalama nõudlusega perioodidele
Seda tüüpi nõudluse paindlikkus on sageli odavam kui piisava tootmis- ja võrguvõimsuse loomine iga võimaliku tipu jaoks.
4. EV laadimisvõimalused
Laadimisinfrastruktuuri tuleks käsitleda kui osa energiasüsteemist, mitte kui isoleeritud koormust.
Kontrollimatu laadimine võimaldab igal sõidukil kasutada maksimaalset energiat, kui see on ühendatud. See võib tekitada tipu, mis ületab saidi tavapärase nõudluse.
Nutikas laadimine võib selle asemel jaotada võimsust vastavalt:
Sõiduki väljumisaeg
Aku laetuse olek
Laadija prioriteet
Saadaval päikeseenergia
Aku mälumaht
Saidi ühenduse piirangud
Elektri hinnad
Laevadepoo või raskeveokite{0}}laadimisjaama puhul võib selline koordineerimine oluliselt vähendada võrgust saadavat maksimaalset võimsust.
Kahesuunaline laadimine võib sobivates rakendustes luua täiendavat paindlikkust. USA energeetikaministeerium märgib, et elektrisõidukid võivad anda energiat hoonetele või võrku sõidukite-hoonele-ja sõidukite-to{4}}võrkusüsteemide kaudu, täiendades päikese- ja muid hajutatud ressursse.
5. EMS energiajuhtimine
Energiajuhtimissüsteem on see, mis muudab eraldiseisvad seadmed koordineeritud kohalikuks energiasüsteemiks.
EMS jälgib tootmist, tarbimist, elektrihindu, aku olekut, laadija nõudlust ja võrgupiiranguid. Seejärel otsustab ta, millal iga kontrollitav vara peaks toimima.
Praktiline EMS võib koordineerida:
Päikeseenergia tootmine katusel
Aku laadimine ja tühjendamine
Võrgu import ja eksport
Tootmiskoormused
Ehituskoormused
EV laadijad
Varu{0}}toitereservid
Elektri{0}}kasutusaeg-elektritariifid
Ilma kooskõlastatud juhtimiseta võivad päikeseenergia, salvestusseadmed ja laadijad üksteisele vastu töötada. Näiteks võib akut laadida võrgust tippperioodil, samal ajal kui ka sõidukid laadivad.
Tõhus EMS hoiab ära need konfliktid ja haldab saiti selgete prioriteetide järgi.
6. Võrgu interaktsioon
Hajutatud energiasüsteem jääb tavaliselt ühendatuks laiema elektrivõrguga.
Eesmärk ei ole kogu aeg iseseisvalt tegutseda. Eesmärk on võrguga intelligentsemalt suhelda.
Olenevalt kohalikest eeskirjadest ja tehnilistest tingimustest võib süsteem:
Piirake võrgu maksimaalset importi
Vältige liigset päikeseenergia eksporti
Reageerige kommunaalteenuste nõudluse signaalidele
Pakkuda nõudlusele reageerimist
Säilitage varuvõimsus
Osalege grid{0}}tugiprogrammides
Töötage katkestuse ajal ajutiselt mikrovõrguna
USA energeetikaministeerium kirjeldab virtuaalseid elektrijaamu kui koordineeritud ressursside rühmi, nagu katusel olev päikeseenergia, --arvesti taga olevad akud, elektriautod, laadijad, nutikad hooned ning paindlikud kaubandus- ja tööstuskoormused. Kui need ressursid on koondatud ja kontrollitud, võivad need aidata tasakaalustada elektrienergia pakkumist ja nõudlust ning pakkuda tavapärastele elektrivaradele sarnaseid teenuseid.
Kuidas jaotatud energia vähendab survet
Jaotatud energia tugevaim eelis ei seisne selles, et see loob piiramatult uut elektrit. See võimaldab olemasolevat tootmis- ja võrguvõimsust tõhusamalt kasutada.
Koordineeritud süsteem võib rõhku vähendada mitmel viisil:
- Loo kohapeal:Katusepäikeseenergia vähendab osa saidi päevasest võrguvajadusest.
- Liigutage energiat läbi aja:Säilitustasud väiksema-nõudluse perioodidel ja tühjenemised tipptundidel.
- Kontrollige, millal koormused töötavad:Paindlik varustus ja nutikas laadimine väldivad tarbetut samaaegset nõudlust.
- Piirake saidi tippe:EMS-juhtimine hoiab rajatise kokkulepitud võrgu{0}}impordipiirangus.
- Vähendage ekspordistressi:Salvestus- ja koormuse juhtimine neelavad rohkem{0}}saidi päikeseenergia tootmist.
- Toetage vastupidavust:Akud suudavad lühikeste katkestuste ajal säilitada kriitilist koormust.
- Koordineeri ruudustikuga:Saidid võivad passiivse tarbijana tegutsemise asemel reageerida välistele signaalidele.
Need meetmed võivad aidata mõningaid kohalikke uuendusi edasi lükata, parandada projekti ökonoomsust või lubada uutel koormustel ühendada olemasolevate piiride piires.
Tulemus sõltub aga suuresti süsteemi disainist. Alamõõduline aku, halvasti planeeritud laadimisgraafik või nõrk juhtimisstrateegia võivad anda vähe praktilist kasu.
Lihtne näide
Mõelge tööstusalale, mille võrguühendus on maksimaalselt 2 MW.
Selle tavaline tootmiskoormus on 1,4 MW. Seejärel paigaldab ettevõte mitu kiirlaadijat, mis võivad samaaegsel töötamisel lisada veel 1 MW.
Ilma kontrollita võib kogunõudlus ulatuda 2,4 MW-ni, ületades ühenduse piiri.
Kohalik energiasüsteem võib reageerida järgmiselt:
Osa päevasest koormusest varustab katuse päikeseenergiaga
Aku salvestusruumi kasutamine laadimise tippajal
Laadija võimsuse ajutine vähendamine
Hämmastav sõiduki laadimine
Valitud mitte{0}}kriitiliste koormuste nihutamine
Võrgu koguimpordi hoidmine alla 2 MW EMS-i juhtimise kaudu
Süsteem ei ole elektrivajadust kaotanud. See on takistanud kogu nõudluse jõudmist võrku samal hetkel.
Järeldus
Kasvav elektrinõudlus ei suurenda ainult maailmale vajaliku energia hulka. See tekitab ka uut survet konkreetsetes kohtades ja piirkondades.
Andmekeskused nõuavad suuri ja stabiilseid toiteallikaid. Tööstuslik elektrifitseerimine lisab uusi tootmiskoormusi. Elektrisõidukid ja suure võimsusega-laadijad loovad kontsentreeritud piigid. Samal ajal võib traditsiooniline võrgu laiendamine võtta kauem aega, kui paljud kommertsprojektid on valmis või suudavad oodata.
Kohalik energiasüsteem, mis on ehitatud katusel asuva päikeseenergia, kaubandusliku ja tööstusliku ladustamise, juhitavate koormuste, nutika laadimise, EMS-juhtimise ja võrgu koostoime ümber, võib aidata osa sellest lüngast kaotada.
Selle eesmärk ei ole elektrivõrgu asendamine. Selle eesmärk on muuta sait paindlikumaks, prognoositavamaks ja võrgu jaoks hõlpsamini teenindatavaks.
Nagu artiklis arutatud"Miks on energiasalvestusest saamas hädavajalik infrastruktuur, mitte valikuline varustus,"ladustamine on selle ülemineku kesksel kohal. Kuid salvestus annab oma suurima väärtuse, kui see on kombineeritud kohaliku genereerimise, intelligentse koormuse juhtimise ja koordineeritud võrgukoostööga.
SINELINKtarnib hajutatud energiaprojektide jaoks fotogalvaanilisi kaableid, pistikuid, kaubanduslikke ja tööstuslikke energiasalvestussüsteeme ja nendega seotud komponente. Toetame EPC töövõtjaid, turustajaid ja projektide ostjaid tootevaliku, tehnilise dokumentatsiooni, sertifitseerimise koordineerimise ja projektipõhise süsteemi konfigureerimisega.