YẾU TỐ THÀNH CÔNG CHO HYBRID MICROGRIDS
Khi nói đến microgrids lai, Fabian Baretzky viết, giám đốc bán hàng và phát triển kinh doanh cấp cao cho Dhybrid Power Systems, sự kết hợp của nhiều nguồn năng lượng khác nhau và các yêu cầu phức tạp đối với sự ổn định lâu dài của nguồn cung cấp năng lượng đòi hỏi chuyên môn và một hệ thống quản lý năng lượng hiệu quả.
Khi chúng ta nghĩ về một microgrid, chúng ta thường nghĩ về một hệ thống lắp đặt dựa vào một vài nguồn năng lượng và cung cấp điện cho tương đối ít người tiêu dùng. Chúng tôi tự động nghĩ về các khu vực bị cô lập - trên thực tế, microgrids thường được đánh đồng với các hệ thống độc lập hoàn toàn không phụ thuộc vào lưới điện.
Ngược lại, microgrids lai có thể được kết nối với công cộng nhỏ, lưới điện khu vực hoặc thậm chí quốc gia. Đồng thời, họ cần phải có khả năng hoạt động hoàn toàn tự túc để cung cấp điện cho người tiêu dùng khi cần thiết. Sản lượng điện của các microgrids lai như vậy nằm trong khoảng từ vài kilowatt đến vài megawatt.
Mục đích thông thường của lưới điện siêu nhỏ thông thường là cung cấp điện cho các khu vực và cơ sở ngoài lưới điện. Tuy nhiên, mục tiêu chính của lưới điện siêu nhỏ lai là giảm chi phí cung cấp năng lượng và tiến xa hơn theo hướng độc lập hoàn toàn với nhiên liệu hóa thạch bằng cách tăng tỷ lệ năng lượng tái tạo trong hỗn hợp năng lượng. Trong một số ứng dụng cụ thể, có một kết nối lưới, nhưng lưới điện không đủ ổn định. Sau đó, microgrid lai nhằm đảm bảo cung cấp năng lượng, ngay cả trong trường hợp mất điện.
Yêu cầu phức tạp
Các chức năng và phương thức hoạt động khác nhau của chúng có nghĩa là các nhà máy điện lai - và đặc biệt là, hệ thống quản lý năng lượng của họ – đối mặt với các yêu cầu phức tạp. Chúng phải có khả năng kết hợp các nguồn năng lượng địa phương như năng lượng mặt trời hoặc các trạm thủy điện nhỏ, đảm bảo rằng tỷ lệ năng lượng tái tạo là lớn nhất có thể, đặc biệt liên quan đến việc giảm lượng khí thải carbon. Các máy phát năng lượng khác nhau cũng phải được theo dõi và kiểm soát tương ứng trong thời gian thực. Đây là công việc của hệ thống quản lý năng lượng (EMS). Hành động theo cách tương tự như của một nhạc trưởng dàn nhạc, EMS giám sát và tối ưu hóa tất cả các thông số quan trọng, chẳng hạn như tần số và điện áp, cũng như năng động, công suất phản kháng và biểu kiến.
Như đã được chứng minh bởi xấp xỉ 70 các dự án đã thành hiện thực trên toàn thế giới, tiêu thụ điện tăng ngay khi có nguồn điện ổn định, và sự gia tăng tiêu dùng này có thể dao động từ 7 ĐẾN 24%. Một microgrid lai cũng phải có khả năng theo kịp và điều chỉnh theo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng.
Vì các nhà máy điện được thiết kế để vận hành ít nhất 20 năm, những tiến bộ trong công nghệ và các thành phần phải được tính đến. Lưới điện siêu nhỏ lai nên sẵn sàng để kết hợp các phát triển mới và công nghệ sửa đổi – lý tưởng nhất là bất kể nhà sản xuất nào, vì thị trường thay đổi là điều hiển nhiên. Các công ty hiện tại có thể biến mất khỏi thị trường hoặc các nhà cung cấp mới có thể tham gia và giới thiệu các công nghệ mới sáng tạo. Vì thế, EMS sẽ có thể giám sát và kiểm soát công nghệ của bất kỳ nguồn gốc nào.
Vì các nhà máy điện này thường được lắp đặt ở vùng sâu vùng xa, một giải pháp đám mây dựa trên web bổ sung, chẳng hạn như cái được cung cấp bởi Qos Energy, là thiết thực cho hệ thống quản lý năng lượng. Phần mềm này nhằm phân tích tất cả dữ liệu nhận được từ các thành phần như biến tần PV, máy phát điện và hệ thống lưu trữ. Nếu một nhà điều hành phụ trách nhiều nhà máy điện, EMS sẽ hỗ trợ họ so sánh dữ liệu đến từ các nguồn khác nhau, để xác định tiềm năng tối ưu hóa.
Toàn bộ nhà máy điện lai phải được lập mô hình cẩn thận trước khi lắp đặt. Sử dụng phần mềm mô hình hóa và cũng sử dụng phần mềm này để mô phỏng và làm EMS trong điều kiện hoạt động bình thường giúp toàn bộ dự án tiết kiệm thời gian hơn, giảm chi phí và tránh những khó khăn kỹ thuật như mất điện.
Công viên quốc gia kruger
Cheetah Plains Lodge ở Công viên quốc gia Kruger của Nam Phi giới thiệu những lợi ích của EMS được tối ưu hóa cho các nhà máy điện lai - trong trường hợp này, Nền tảng sức mạnh toàn cầu của Dhybrid (HƯỚNG LÊN). Khu nghỉ dưỡng sang trọng đã được kết nối với nguồn cấp dữ liệu phụ trợ một pha của công ty năng lượng địa phương (tối đa. 64 kVA). Ngoài ra, nhu cầu sử dụng điện trong khu vực cao hơn khả năng cung cấp, dẫn đến mất điện liên tục.
Trong quá trình nâng cấp tổ hợp công trình, một nhà máy điện hybrid tự cung tự cấp đã được lắp đặt, với PV trên mái nhà, carports và trackers làm việc cùng nhau để cung cấp 300 kW công suất phát điện.
Việc cài đặt được kết nối với hệ thống lưu trữ lithium-ion được thiết kế riêng với dung lượng lưu trữ là 1,027 kWh. Một máy phát điện diesel với công suất đầu ra là 150 kVA thay thế máy phát điện cũ, nhưng chỉ nhằm mục đích dự phòng để sạc hệ thống lưu trữ năng lượng trong thời gian ít ánh sáng mặt trời.
UPP trước đây được sử dụng trong giai đoạn lập kế hoạch để mô phỏng lưới điện siêu nhỏ và hiện được sử dụng để giám sát và kiểm soát hoàn toàn tự động tất cả các thành phần. Nó đảm bảo cung cấp năng lượng liên tục và ổn định điện áp và tần số lưới. Như vậy, nhu cầu điện gần như hoàn toàn có thể được đáp ứng bởi năng lượng tái tạo.
Công nghệ này đã nâng công suất cực đại có sẵn của nhà nghỉ lên gấp bốn lần 250 kW. Hơn thế nữa, nhà máy điện có khả năng cung cấp điện đáng tin cậy cho những người tiêu dùng năng lượng ba pha lớn như hệ thống làm mát và động cơ mà không bị gián đoạn. Ngay cả các trạm sạc cho xe jeep chạy điện của nhà nghỉ cũng được cung cấp phần lớn bằng năng lượng mặt trời.
