Modern uygarlığın temel bir dönüşüme maruz kaldığı elektrik ağı.Bir yüzyıldan fazla elektrik, büyük hava olaylarıyla merkezlenmiş enerji santralleri, evler ve işletmelere uzun bir aktarma hatlarıyla ortaya çıkıyor. Bu makale şu anda mevcut devlet, teknolojik sürücüler, gerçek dünya uygulamaları ile meydan okumaya çalışıyor: mikrogridler, ve hükümetler karbon emisyonlarını azaltmaya, güvenilirliği geliştirmeye ve aşırı hava olaylarına adapte etmeye, mikrogridler, merkezileştirilmiş enerji peyzajının temel taşı olarak ortaya çıkıyor.

Mikrogridleri anlamak: Sadece bir Backup'tan Daha Fazla

Mikrogrid, dağıtılmış enerji kaynaklarını (DERs) entegre eden yerelleştirilmiş bir enerji sistemidir - güneş panelleri, rüzgar türbinleri, bataryalar ve birleşik ısı ve güç (CHP) birimleri - kontrol sistemleri ile, aynı zamanda tek bir binaya hizmet edebilir, bir kampüse, bir topluluk veya endüstriyel siteye hizmet edebilir.

Mikrogridler çeşitli konfigürasyonlarda gelir.ETHFLT:0)Grid- bağlantılı mikrogridler , genellikle iletişim hatlarının mümkün olmadığı veya mevcut (AC) kullanımında, diğer birçok mikrogridde (DC) ve birçok karma mimarisini en üst düzeye çıkarmak için çalışır.

ABD Enerji Bölümü'ne göre, mikrogridler, genel ağ direncini artırmak için tek bir kontrol edilebilir bir varlık olarak hareket eden "birbiriyle bağlantılı yükler grubu ve dağıtılmış enerji kaynakları" olarak tanımlanır.

Demerkezli Enerjinin Büyütmesi

Mikrogrid için zorlama, birkaç konvering trendleri tarafından yönlendirilir. Birçok ülkedeki afet altyapısı daha sık ve uzun süreli kesintilere yol açıyor. İklim değişikliği, güneş battığı zaman, güneş batmış veya rüzgarın maliyeti giderek daha ağır düştü.

Merkezleşme ayrıca eşitlik meselelerini de ele alır: Ana şebeke tarafından tarihsel olarak korunmuş topluluklar, mikrogridler aracılığıyla temiz, güvenilir güçlere atabilir ve ulaşım ve ısıtmanın elektrik talebinin elektrikselleştirilmesi, mevcut ızgaraya baskı yapmak. Microgrids, bu baskıyı yerel olarak üreterek rahatlatabilir ve dağıtım hatlarına pahalı yükseltmelerden kaçınabilir.

Enerji kaynakları dağıtan ABD Enerji Bilgi Yönetimi projeleri, mikrogridler dahil olmak üzere, ülkenin enerji karışımında büyüyen bir rol oynayacaktır. Küresel olarak, mikrogrid pazarının 2022 yılında yaklaşık 30 milyar dolardan fazla bir süre içinde büyümesi bekleniyor, gelişmiş ve gelişmekte olan ekonomiler tarafından yönlendiriliyor (kaynak: 03:0).

Mikrogridlerin Anahtar Faydaları

Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Dayanıklılık

Belki de en çekici fayda, şebekeler sırasında güç tutma yeteneğidir. Hastaneler, acil barınaklar, su arıtma tesisleri ve kritik endüstriler, çevre alanı karanlık olduğunda işletmeye devam edebilir. Bölgeler kasırgalara eğilimlidir, vahşi yangınlar veya depremler, mikrogridler örneğin, 2017'de Maria, Puerto Rico'yu harap ettikten sonra, ana şebekenin tam olarak onarılması için elektrik geri yükleme konusunda mikrogridler elektrik tasarrufuna olanak sağlar.

Artan sürdürülebilirlik ve Karbon Emisyonlarını Azladı

Mikrogridler doğal olarak yenilenebilir enerji paylarını içerir. Güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve batarya depolama, temiz güçle yerel taleplerin önemli bir kısmını karşılayabilirler. Enerji verimliliği önlemleri ile birleştirildiğinde, mikrogridler, sera gazı emisyonlarını yüzde 30–50 oranında azaltılabilir.

Maliyet Tasarrufu ve Ekonomik Faydaları

Yerel nesil, tipik bir elektrik faturasının% 30'una kadar hesap verebilir. Mikrogrids ayrıca, şebekeye aşırı güç satmakla gelir üretebilir ve frekans düzenleme hizmetleri sağlar. Şirketler için, kesintiler sırasında kesintiye uğramak, bir mikrogrid hayatı boyunca, bu tasarruflar genellikle ilk sermaye yatırımının geri kalanını dengelemek için gelir sağlayabilir.

Enerji Bağımsızlık ve Güçlendirme

Mikrogrid'leri kendi başına ve işletmek için enerji geleceği üzerinde kontrol sahibi olan toplumlar ve tesisler, faiz artışları ve yakıt fiyat dalgalanmaları için daha az savunmasızdır. Mikrogrids, belirli yerel ihtiyaçları karşılamak için tasarlanmıştır - bunun Almanya'da bir uzaktan köye güç vermesi veya yüksek teknolojili üretim tesisine sahip olması özellikle de var olmayan bölgelerde önemlidir.

Teknoloji Microgrid Devrimi'ni Arabayla Yol Etmek

Gelişmiş Enerji Depolama Depolama

Lityum-iyon aküleri modern mikrogridlerin arka kemiği haline geldi, ancak diğer teknolojiler de ortaya çıkıyor. Flow bataryalar bugün 140 /kW altında üretilen ve mikrogrid için depolanabilirken, ısı depolama, sinekler ve sıkıştırılmış hava enerji depolaması da niş uygulamalar getiriyor.

Akıllı İndüktörler ve kontrolörler

Mikrogridler, güneş panelleri, bataryalar, yükler ve ağ hizmetleri arasında elektrik akışını yönetmek için akıllı güç elektroniklerine güveniyor ve sorunsuz bir şekilde adalama sağlayabilir. Gelişmiş mikrogrid kontrolörleri, enerji üretimi ve tüketimi tahmin etmek için makine öğrenme algoritmaları kullanıyor, batarya şarj ve discharging gerçek zamanlı olarak yanıt verebilir.

Blockchain ve Peer-to-Peer Energy Trading

Blockchain teknolojisi, yeni enerji değişimin modellerini mikrogrid içinde geliştirmesine olanak sağlar. Akıllı sözleşmeler kullanarak, komşular doğrudan güneş enerjisini ticaret edebilir, faydayı atlattırır ve yenilenebilir nesilleri teşvik eden ve aktarma kayıpları azaltır. New York'taki Brooklyn Microgrid gibi projeler, a-peer ticaretinin fizibilitesini göstermiştir.

Yapay Zeka ve Tahmin Edici Analytics

AI, hava modellerini tahmin ederek mikrogrid operasyonlarını artırıyor ve yüksek doğrulukla dalgalanmalar yükleniyor. Özerk kontrolörler, enerji ve emisyonları en aza indirmek için tarihsel verilerden öğrenebilirler.Örneğin, AI-güçlü bir mikrogrid kontrolörü, yüksek talep suçlamaları önlemek için gece ağlarından gelen aparatlardan şarj etmeye karar verebilir.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları

Topluluk Mikrogridleri: Brooklyn Microgrid

Brooklyn, New York, öncü bir proje, sakinlerin çatıdaki güneş panellerini blokajlarını kullanarak komşularına satmak için izin veriyor.Bu topluluk mikrogrid, LO3 Enerji tarafından geliştirilen, merkezi olmayan sistemlerin yerel enerji bağımsızlığını nasıl teşvik edebileceğini gösteriyor. Katılımcılar yeşil enerjiyi komşulardan satın almayı, fosil yakıtlara güvenmeyi ve yerel ekonomiyi desteklemeye teşvik etmeyi seçebilirler.

Kampüs Mikrogrids: Kaliforniya Üniversitesi San Diego

UC San Diego dünyadaki en gelişmiş kampüs mikrogridlerinden birini işletiyor. 30-megawatt doğal gaz türbini, 2.8 MW güneş, 2.5 MW yakıt hücresi ve 7.5 MW batarya depolama alanı. Mikrogrid, fakülte ve personel için tüm kampüste hizmet vermektedir ve ikinci bir sırada adadan kendisini alabilir. Sistem enerji maliyetlerinde yılda 8 milyon dolar tasarruf eder ve karbon emisyonlarını %35 azaltmıştır.

Endüstriyel ve Askeri Mikrogridler

Hastaneler, veri merkezleri ve askeri üsler giderek daha fazla görev-kırk güvenilirliği için mikrogridler benimsemektedir. ABD Savunma Bakanlığı, Colorado ve Marine Corps Base Camp Pendleton dahil olmak üzere çeşitli üslerde mikrogridler kurdu. Bu mikrogridler, rüzgarı ve batarya depolamayı operasyonel açıdan başarısız olursa, Apple ve Google gibi şirketler, %100 yenilenebilir enerji hedeflerine ulaşmak için mikrogridler kuruyor.

Overcome için meydan okumalar

Yüksek İlk Sermaye Maliyetleri

Maliyetleri düşmeye rağmen, bir mikrogrid için ön yatırım - güneş panelleri, bataryalar, kontrolörler ve bağlantı ekipmanları dahil - hala önemli olacaktır.Birçok topluluk ve küçük işletmeler için, finansman sağlamak bir engel olmaya devam eder. Enerji hizmetleri (EaS) ve mikrogrid-as-a-servis-a-hlikesi bariyeri düşürmek için ortaya çıkmaktadır, ancak yaygın kabul masrafları azaltacaktır.

Düzenleme ve Politika Hurdles

Birçok bölge mikrogrid interconnection, net metreleme ve adalama için açık düzenlemelere sahip değildir. Utilities, gelirlerini azaltmak veya tekellerini meydan okumalarına karşı dirençli olabilir. Bazı eyaletlerde, mikrogrid operatörleri karmaşık tarife yapıları ve ağ erişim kuralları gezinmeli. Politika yapıcılar, Kaliforniya, New York ve Hawaii de dahil olmak üzere eski düzenlemelere uymaları gerekir, güvenlik ve güvenilirlik sağlama konusunda ilerlemeyi teşvik eden ilerici mikrogrid politikaları ile yol açtı.

Teknik Kompleksi ve Interoperability

Birden fazla DERs, depolama sistemleri entegre eden bir mikrogrid tasarlayın ve yükler uzmanlaşmış mühendislik uzmanlığı gerektirir. Sağlamalı adalama ve ana ızgaraya yeniden bağlantı kurma teknik olarak talep edilir.Farklı ekipman satıcılar arasındaki farklar da IEEE 1547 (bağışlama için) ve IEC 61850 (altınlık otomasyonu için) gibi bir meydan okumadır.

Politika ve Pazar Sürücüleri

Dünya çapında hükümetler mikrogridlerin değerini ve dağıtımını hızlandırma politikalarının değerini kabul ediyorlar. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Altyapı Yatırım ve İş Yasası, mikrogridler dahil olmak üzere 3 milyar dolarlık şebeke direnci tahsis etti. Birçok eyalet vergi teşvikleri, yenidenbatlar ve ABD'nin Beyazlaştırma Girişimi fonlarını mikrogrid kontrollerine, siber güvenlik ve standardizasyona (görüşmeler) sunuyor.

Avrupa'da, AB'nin Temiz Enerji Paketi, prosumersi teşvik ediyor - Dünya Bankası ve ABD gibi uluslararası kalkınma ajansları aktif olarak destek veriyor. Almanya ve Hollanda gibi ülkeler de mahalle mikrogridlerinin çoğalmasını sağlıyor: EV pilleri gelişmekte olan ülkelerde, mikrogridler genellikle en pahalı elektrik alanlarını sağlamak için en uygun şekilde hizmet ediyor ve dünya Bankası ve ABDID gibi uluslararası kalkınma ajansları aktif olarak enerji projeleri finanse ediyor.

Future Landscape: What to Wait

Önümüzdeki birkaç trend mikrogrid pazarı şekillendirecektir. İlk olarak, standartlaştırma maliyetleri azaltacak ve dinamik koşullara uyum sağlamak için bir çerçeve sağlayacaktır. (VPP) ve birçok küçük DERs'in serbest bırakılması, tek bir güç bitkisi olarak hareket eden bir araya gelecektir - mikrogrid ve elektriksel işlemler arasındaki hattı bağımsız olarak tahmin edecektir.

Mikrogridler ayrıca elektrikli taşımacılıkta önemli bir rol oynayacaktır. EV kabul büyüdükçe, EV pilleri şebeke hizmetleri için şarj altyapıyı desteklemek için tasarlanmış mikrogridler, kentsel alanlarda, çok inşa mikrogridler, güneş kanallarından çok fazla ürün paylaşmak için kaynak paylaşabiliyor.

Son olarak, "enerji demokrasisi" kavramı, giderek artan oranda sahipleniş ve kontrol sahibi olacaktır. Mikrogrids, yerel ellerdeki üretim ve dağıtım araçlarını ortaya koymak için bunu etkinleştirir. Teknoloji gelişmeye devam ettikçe, merkezi olmayan, dayanıklı ve temiz enerji sisteminin vizyonu birleşebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mikrogridler elektrik hakkında düşündüğümüz şekilde temel bir değişim temsil ediyor. Sadece teknolojik bir yenilik değil, enerji dayanıklılığı, sürdürülebilirlik ve toplum güçlendirme için yeni bir paradigmadır.Ancak, ön maliyetler, düzenleyici engeller ve teknik karmaşıklıklar da dahil olmak üzere – enerji verimliliği, politika desteği ve teknolojik gelişmeler devam eden mikrogridler, enerji peyzajının olası bir özelliği haline gelecektir.