Sähkön kysyntä on siirtymässä uuteen kasvukauteen.
Suuret palvelinkeskukset, sähköajoneuvot, suuritehoiset{0}}lataukset ja teollisuuden sähköistys lisäävät merkittävästi uusia kuormituksia sähköjärjestelmiin. Haasteena ei ole vain se, kuinka paljon sähköä tarvitaan, vaan myösmissä ja milloin kysyntä ilmaantuu.
Uusi datakeskus, teollinen tuotantolinja tai latauskeskus voi luoda suuren kuorman yhteen paikkaan. Paikallisia sähköasemia, muuntajia ja jakeluverkkoja ei ehkä ole suunniteltu tälle tasolle.
Perinteinen verkon laajentaminen on edelleen välttämätöntä, mutta uudet voimajohdot, sähköasemat ja liitäntäpäivitykset voivat vaatia merkittäviä investointeja, suunnittelua, lupaa ja rakentamisaikaa. Hajautettu energia ei voi korvata verkkoa, mutta se voi auttaa yrityksiä ja paikallisverkkoja hallitsemaan kysyntää suuremman infrastruktuurin kurottua kiinni.
Kasvava paikallinen sähköntarve on nopeampaa kuin verkon laajeneminen
Suuret datakeskukset, sähköajoneuvot ja teollisuuden sähköistys luovat yhä keskittyneempää paikallista sähkön kysyntää. Nopeat-latausasemat, tehdaslaajennukset ja datakeskukset voivat nopeasti työntää muuntajat ja verkkoyhteydet lähelle rajojaan. Uudet sähköasemat, voimajohdot ja liitäntäpäivitykset vaativat kuitenkin usein vuosien suunnittelun, hyväksynnän ja rakentamisen. Haasteena ei siis ole vain sähkön lisääminen, vaan myös kysynnän, verkon kapasiteetin ja ajoituksen vastaaminen. Hajautetut energiajärjestelmät voivat auttaa pienentämään tätä eroa.
Mitä paikallinen hajautettu energiajärjestelmä sisältää?
Hajautettu energia toimii parhaiten integroituna järjestelmänä itsenäisten laitteiden kokoelman sijaan.
Tyypillinen kaupallinen tai teollinen järjestelmä voi sisältää seuraavat komponentit.
1. Katon aurinkoenergia
Katolla toimivat aurinkosähköjärjestelmät tuottavat sähköä lähellä sen kulutuspaikkaa.
Tehtaissa, varastoissa, kaupallisissa rakennuksissa ja datatiloissa, joissa on sopiva kattotila, aurinkoenergia voi vähentää päiväsähkön tuontia ja paikallisverkon läpi kulkevan sähkön määrää.
Auringon teho riippuu kuitenkin säästä ja vuorokaudenajasta. Se ei välttämättä vastaa tarkasti sivuston kysyntäprofiilia, joten aurinkoenergia ei yksinään pysty ratkaisemaan yhteys-kapasiteetti- tai huippukuormitusongelmia.
Sen arvo kasvaa, kun se sovitetaan yhteen varastoinnin ja joustavien kuormien kanssa.
2. Kaupallinen ja teollinen energian varastointi
Akun varastointi erottaa generointiajan kulutuksen ajasta.
Se voi latautua, kun aurinkoenergian tuotanto on korkea tai verkon kysyntä on suhteellisen alhainen, ja purkaa, kun toimipaikka lähestyy tehorajaansa tai sähkön hinta nousee.
Kaupallisille ja teollisille käyttäjille tallennus voi tukea:
Huippu parranajo
Energian siirtyminen
Auringon oma{0}}kulutus
Varavirta
Lataus-tuki
Tehokas-laadunhallinta
Pienempi lyhytkestoinen{0}}rasitus muuntajille ja syöttöjohdoille
Tämä liittyy suoraan aikaisempaan keskusteluun"Miksi energian varastoinnista on tulossa välttämätön infrastruktuuri, ei valinnainen laitteisto."
Varastointi on muuttumassa infrastruktuuriksi, koska se antaa paikalliselle energiajärjestelmälle jotain, mitä aurinkoenergian tuotanto ei yksin pysty tarjoamaan:valvoa, milloin sähköä käytetään.
3. Säädettävät kuormat
Jokaisen sähkökuorman ei tarvitse toimia täydellä teholla tiettyyn aikaan.
Joitakin teollisuusprosesseja, LVI-järjestelmiä, vedenlämmitystä, jäähdytyslaitteita, pumppuja ja latauskuormia voidaan säätää hyväksyttävien käyttörajojen sisällä.
Säädettävä kuorma ei välttämättä kuluta vähemmän energiaa. Sen sijaan osa sen kulutuksesta siirretään pois ajoilta, jolloin verkkoon tai paikkaan kohdistuu paineita.
Esimerkkejä:
Ei-kriittisten laitteiden{0}}väliaikainen vähentäminen
Hämmästyttävä{0}}suurten moottoreiden käynnistyminen
Jäähdytystarpeen säätäminen hyväksyttävällä lämpötila-alueella
Valittujen latausistuntojen viivästyminen
Energiaintensiivisen tuotannon ajoittaminen-pienimmän-kysynnän jaksoille
Tällainen kysynnän joustavuus on usein halvempaa kuin riittävän tuotannon ja verkkokapasiteetin rakentaminen jokaista mahdollista huippua varten.
4. Sähköautojen latausmahdollisuudet
Latausinfrastruktuuria tulee käsitellä osana paikan energiajärjestelmää, ei erillisenä kuormana.
Hallitsemattoman latauksen ansiosta jokainen ajoneuvo voi käyttää maksimitehoa aina, kun se on kytkettynä. Tämä voi tuottaa huipun, joka ylittää huomattavasti sivuston normaalin kysynnän.
Älykäs lataus voi sen sijaan jakaa virran seuraavasti:
Ajoneuvon lähtöaika
Akun varaustila
Laturi etusijalla
Saatavilla aurinkoenergiaa
Akun säilytyskapasiteetti
Sivuston yhteysrajoitukset
Sähkön hinnat
Laivaston varikolla tai raskaiden{0}}kuorma-autojen latausasemalla tämä koordinointi voi vähentää merkittävästi verkosta saatavaa maksimitehoa.
Kaksisuuntainen lataus voi lisätä joustavuutta sopivissa sovelluksissa. Yhdysvaltain energiaministeriö huomauttaa, että sähköajoneuvot voivat mahdollisesti tarjota virtaa rakennuksiin tai verkkoon ajoneuvoista-kiinteistöihin-ja ajoneuvoista-verkkoon{4}}, mikä täydentää aurinkoenergiaa ja muita hajautettuja resursseja.
5. EMS-energianhallinta
Energianhallintajärjestelmä tekee erillisistä laitteista koordinoidun paikallisen energiajärjestelmän.
EMS valvoo tuotantoa, kulutusta, sähkön hintoja, akun tilaa, laturin kysyntää ja verkkorajoja. Sen jälkeen se päättää, milloin kunkin hallittavissa olevan omaisuuden tulee toimia.
Käytännön EMS voi koordinoida:
Katolla aurinkoenergian tuotanto
Akun lataus ja purkaminen
Verkkojen tuonti ja vienti
Tuotantokuormat
Rakennuskuormat
EV laturit
Varavoimavarat-
Sähkön-käyttöaika-sähkön tariffit
Ilman koordinoitua ohjausta aurinkoenergia, varastointi ja laturit voivat toimia toisiaan vastaan. Akku voi esimerkiksi latautua verkosta ruuhka-aikana, kun myös ajoneuvot latautuvat.
Tehokas EMS estää nämä ristiriidat ja hallitsee sivustoa selkeiden prioriteettien mukaan.
6. Verkon vuorovaikutus
Hajautettu energiajärjestelmä pysyy normaalisti kytkettynä laajempaan sähköverkkoon.
Tavoitteena ei ole toimia itsenäisesti koko ajan. Tavoitteena on olla vuorovaikutuksessa verkon kanssa älykkäämmin.
Paikallisista määräyksistä ja teknisistä olosuhteista riippuen järjestelmä voi:
Rajoita enimmäisverkon tuontia
Vältä liiallista aurinkoenergian vientiä
Reagoi sähkön kysyntäsignaaleihin
Vastaa kysyntään
Säilytä varakapasiteetti
Participate in grid-support programmes
Toimii tilapäisesti mikroverkkona käyttökatkon aikana
Yhdysvaltain energiaministeriö kuvailee virtuaalisia voimalaitoksia koordinoiduiksi resurssiryhmiksi, kuten katolla sijaitseva aurinkoenergia, -mittarin takana-akut, sähköautot, laturit, älykkäät rakennukset ja joustavat kaupalliset ja teollisuuden kuormat. Yhdistettynä ja ohjattuna nämä resurssit voivat auttaa tasapainottamaan sähkön tarjontaa ja kysyntää ja tarjota perinteisten voimavarojen kaltaisia palveluita.
Kuinka hajautettu energia vähentää painetta
Hajautetun energian vahvin hyöty ei ole se, että se tuottaa rajattomasti uutta sähköä. Se mahdollistaa nykyisen tuotanto- ja verkkokapasiteetin tehokkaamman käytön.
Koordinoitu järjestelmä voi vähentää painetta useilla tavoilla:
- Luo paikallisesti:Katon aurinkosähkö vähentää osan sivuston päivittäisestä verkon tarpeesta.
- Siirrä energiaa ajan myötä:Säilytysmaksut alhaisemman{0}}kysynnän aikana ja purkaukset ruuhka-aikoina.
- Ohjaus, kun kuormat toimivat:Joustavat varusteet ja älykäs lataus estävät turhan samanaikaisen kysynnän.
- Rajoita sivuston huippuja:EMS-ohjaus pitää laitoksen sovitun{0}}verkon tuontirajan sisällä.
- Vähennä vientistressiä:Varastointi ja kuormanhallinta ottavat enemmän{0}} aurinkoenergian tuotantoa sivustolla.
- Tukee joustavuutta:Akut voivat ylläpitää kriittistä kuormitusta lyhyiden katkosten aikana.
- Koordinoi ruudukon kanssa:Sivustot voivat reagoida ulkoisiin signaaleihin sen sijaan, että ne toimisivat passiivisina kuluttajina.
Nämä toimenpiteet voivat auttaa lykkäämään joitain paikallisia päivityksiä, parantamaan projektin taloudellisuutta tai mahdollistaa uusien kuormien yhdistämisen olemassa olevien rajojen puitteissa.
Tulos riippuu kuitenkin suuresti järjestelmän suunnittelusta. Alikokoinen akku, huonosti suunniteltu latausaikataulu tai heikko ohjausstrategia voivat tarjota vain vähän käytännön hyötyä.
Yksinkertainen esimerkki
Harkitse teollisuusaluetta, jonka verkkoliitäntä on enintään 2 MW.
Sen normaali tuotantokuorma on 1,4 MW. Tämän jälkeen yritys asentaa useita pikalatureita, jotka voivat lisätä 1 MW, jos ne toimivat samanaikaisesti.
Ilman valvontaa kokonaistarve voi nousta 2,4 MW:iin, mikä ylittää liitäntärajan.
Paikallinen energiajärjestelmä voisi vastata seuraavasti:
Toimittaa osan päiväkuormasta katolla olevasta aurinkoenergiasta
Akkuvaraston käyttäminen lataushuipun aikana
Vähentää laturin tehoa väliaikaisesti
Hämmästyttävä ajoneuvon lataus
Valittujen ei-{0}}kriittisten kuormien siirtäminen
Verkkotuonnin pitäminen alle 2 MW:ssa EMS-ohjauksen avulla
Järjestelmä ei ole poistanut sähkön tarvetta. Se on estänyt kaiken kysynnän saapumisen verkkoon samalla hetkellä.
Johtopäätös
Kasvava sähkön kysyntä ei vain lisää maailman tarvitseman sähkön määrää. Se luo myös uusia paineita tietyissä paikoissa ja tietyillä alueilla.
Datakeskukset vaativat suuria, vakaita virtalähteitä. Teollisuuden sähköistys lisää uusia tuotantokuormia. Sähköajoneuvot ja{2}}tehokkaat laturit luovat keskittyneitä huippuja. Samaan aikaan perinteinen verkon laajentaminen voi kestää kauemmin kuin monet kaupalliset hankkeet ovat valmiita tai kykeneviä odottamaan.
Katolla sijaitsevan aurinkoenergian, kaupallisen ja teollisuuden varastoinnin, ohjattavien kuormien, älykkään latauksen, EMS-ohjauksen ja verkkovuorovaikutuksen ympärille rakennettu paikallinen energiajärjestelmä voi auttaa kuromaan osan tästä aukosta.
Sen tarkoitus ei ole korvata sähköverkkoa. Sen tarkoituksena on tehdä sivustosta joustavampi, ennakoitavampi ja verkoston helpompi palvella.
Kuten kohdassa on käsitelty"Miksi energian varastoinnista on tulossa välttämätön infrastruktuuri, ei valinnainen laitteisto,"tallennus on keskeistä tässä muutoksessa. Mutta tallennus tuottaa suurimman arvonsa, kun se yhdistetään paikalliseen tuotantoon, älykkääseen kuormanhallintaan ja koordinoituun verkkovuorovaikutukseen.
SINELINKtoimittaa aurinkosähkökaapeleita, liittimiä, kaupallisia ja teollisia energian varastointijärjestelmiä ja niihin liittyviä komponentteja hajautettuihin energiaprojekteihin. Tuemme EPC-urakoitsijoita, jakelijoita ja projektin ostajia tuotteiden valinnassa, teknisessä dokumentaatiossa, sertifioinnin koordinoinnissa ja projekti{1}}pohjaisessa järjestelmäkokoonpanossa.