عوامل النجاح للميكروغريدز الهجينة
عندما يتعلق الأمر بالشبكات الصغيرة الهجينة, يكتب فابيان باريتزكي, كبير مديري تطوير الأعمال والمبيعات لأنظمة الطاقة Dhybrid, يتطلب دمج مصادر الطاقة المختلفة والمتطلبات المعقدة لاستقرار إمدادات الطاقة على المدى الطويل خبرة ونظام فعال لإدارة الطاقة.
عندما نفكر في شبكة صغيرة, عادة ما نفكر في التركيب الذي يعتمد على عدد قليل من مصادر الطاقة ويزود عددًا قليلاً نسبيًا من المستهلكين بالكهرباء. نحن نفكر تلقائيًا في المناطق المعزولة - في الواقع, عادةً ما يتم ربط الشبكات الصغيرة بأنظمة مستقلة تمامًا عن الشبكة.
على نقيض ذلك, يمكن توصيل الشبكات الصغيرة الهجينة بجمهور صغير, شبكات الكهرباء الإقليمية أو حتى الوطنية. في نفس الوقت, إنهم بحاجة إلى أن يكونوا قادرين على العمل باكتفاء ذاتي كامل من أجل تزويد المستهلكين بالكهرباء حسب الحاجة. يتراوح إنتاج الطاقة لهذه الشبكات الصغيرة الهجينة من بضعة كيلووات إلى عدة ميغاوات.
الغرض المعتاد من الشبكات الصغيرة التقليدية هو توفير الطاقة للمناطق والمرافق الخارجية. لكن, الهدف الرئيسي للشبكات الصغيرة الهجينة هو تقليل تكاليف توفير الطاقة والتحرك أكثر في اتجاه الاستقلال التام عن الوقود الأحفوري عن طريق زيادة نسبة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة. في بعض التطبيقات الخاصة, هناك اتصال الشبكة, لكن الشبكة ليست مستقرة بما فيه الكفاية. ثم تم تصميم الشبكة المصغرة الهجينة لتأمين إمداد الطاقة, حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي.
متطلبات معقدة
وظائفها المختلفة وطرق عملها تعني أن محطات توليد الطاقة الهجينة - وعلى وجه الخصوص, أنظمة إدارة الطاقة الخاصة بهم - تواجه متطلبات معقدة. يجب أن يكونوا قادرين على دمج مصادر الطاقة المحلية مثل الطاقة الشمسية أو محطات مائية صغيرة, ضمان أن تكون نسبة مصادر الطاقة المتجددة كبيرة قدر الإمكان, خاصة فيما يتعلق بالحد من انبعاثات الكربون. يجب أيضًا مراقبة مولدات الطاقة المختلفة والتحكم فيها وفقًا لذلك في الوقت الفعلي. هذه هي وظيفة نظام إدارة الطاقة (EMS). يتصرف بطريقة مشابهة لطريقة قائد الأوركسترا, يراقب نظام الإدارة البيئية ويحسن جميع المعلمات المهمة, مثل التردد والجهد, وكذلك نشطة, رد الفعل والقوة الظاهرة.
كما ثبت بالتقريب 70 مشاريع تؤتي ثمارها في جميع أنحاء العالم, يرتفع استهلاك الكهرباء بمجرد توفر مصدر طاقة ثابت, ويمكن أن تتراوح هذه الزيادة في الاستهلاك في أي مكان من 7 ل 24%. يجب أن تكون الشبكة المصغرة الهجينة قادرة أيضًا على مواكبة الطلب المتزايد على الطاقة والتكيف معه.
لأن محطات الطاقة مصممة للعمل على الأقل 20 سنين, يجب أن تؤخذ التطورات في التكنولوجيا والمكونات في الاعتبار. يجب أن تكون الشبكات الصغيرة الهجينة جاهزة لدمج التطورات الجديدة والتقنيات المعدلة - بشكل مثالي بغض النظر عن الشركة المصنعة, لأن تغيير السوق أمر مفروغ منه. يمكن أن تختفي الشركات الحالية من السوق أو يمكن لموردين جدد دخولها وإدخال تقنيات جديدة مبتكرة. لذلك, يجب أن يكون نظام الإدارة البيئية قادرًا على مراقبة التكنولوجيا من أي مصدر والتحكم فيها.
نظرًا لأن محطات الطاقة هذه عادةً ما يتم تركيبها في المناطق النائية, حل سحابة تكميلي قائم على الويب, مثل تلك التي تقدمها Qos Energy, هو عملي لنظام إدارة الطاقة. يهدف البرنامج إلى تحليل جميع البيانات الواردة من مكونات مثل العاكس الكهروضوئي, مولد الطاقة ونظام التخزين. إذا كان المشغل مسؤولاً عن محطات طاقة متعددة, يجب أن يساعدهم نظام الإدارة البيئية في مقارنة البيانات الواردة من المصادر المختلفة, من أجل تحديد إمكانات التحسين.
يجب تصميم محطة توليد الطاقة الهجينة بعناية بالكامل قبل التثبيت. إن أخذ برنامج النمذجة واستخدامه أيضًا في كل من المحاكاة وكنظام EMS في ظل ظروف التشغيل العادية يجعل المشروع بأكمله أكثر كفاءة من حيث الوقت, يقلل من التكاليف ويتجنب الصعوبات الفنية مثل انقطاع التيار الكهربائي.
حديقة كروجر الوطنية
يعرض نزل Cheetah Plains في حديقة كروجر الوطنية بجنوب إفريقيا فوائد نظام الإدارة البيئية المُحسَّن لمحطات الطاقة الهجينة - في هذه الحالة, منصة الطاقة العالمية Dhybrid (أعلى). تم ربط المنتجع الفاخر بالتغذية الإضافية أحادية الطور لشركة الطاقة المحلية (الأعلى. 64 كيلو فولت أمبير). فضلاً عن ذلك, كان الطلب على الكهرباء في المنطقة أعلى من العرض, مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي المستمر.
في سياق تطوير مجمع المباني, تم تركيب محطة طاقة هجينة مكتفية ذاتيا, مع PV على أسطح المنازل, carports and trackers يعملون معًا لتوفير 300 كيلوواط من قدرة التوليد.
ترتبط التركيبات بنظام تخزين ليثيوم أيون مصمم خصيصًا بسعة تخزين 1,027 كيلوواط ساعة. مولد ديزل بقدرة خرج تبلغ 150 kVA يحل محل المولد القديم, ولكن الغرض منه هو فقط أن يكون احتياطيًا لشحن نظام تخزين الطاقة في فترات انخفاض ضوء الشمس.
تم استخدام UPP سابقًا في مرحلة التخطيط لمحاكاة microgrid ويستخدم حاليًا للمراقبة والتحكم الآليين بالكامل في جميع المكونات. إنه يضمن إمداد طاقة غير منقطع ويثبت جهد الشبكة وترددها. هكذا, يمكن تغطية الطلب على الكهرباء بالكامل تقريبًا بواسطة الطاقة المتجددة.
وقد أدت هذه التقنية إلى زيادة سعة الطاقة القصوى المتوفرة في الفندق إلى أربعة أضعاف 250 كيلوواط. علاوة على ذلك, محطة الطاقة قادرة على توفير الكهرباء بشكل موثوق لمستهلكي الطاقة ثلاثية الطور مثل أنظمة التبريد والمحركات دون انقطاع. حتى محطات الشحن الخاصة بسيارات السفاري الكهربائية في النزل يتم تزويدها إلى حد كبير بالطاقة الشمسية.
