Poptávka po elektřině vstupuje do nového období růstu.
Velká datová centra, elektromobily,-nabíjení s vysokým výkonem a průmyslová elektrifikace přidávají do energetických systémů nové významné zátěže. Výzvou není jen to, kolik elektřiny bude potřeba, ale takékde a kdy se tato poptávka objeví.
Nové datové centrum, průmyslová výrobní linka nebo nabíjecí centrum mohou vytvořit velkou zátěž na jednom místě. Místní rozvodny, transformátory a distribuční sítě nemusely být navrženy pro tuto úroveň poptávky.
Tradiční rozšíření sítě zůstává zásadní, ale nová přenosová vedení, rozvodny a modernizace připojení mohou vyžadovat značné investice, plánování, povolování a dobu výstavby. Distribuovaná energie nemůže nahradit síť, ale může pomoci podnikům a místním sítím řídit poptávku, zatímco větší infrastruktura dohání ji.
Rostoucí místní poptávka po energii překonává rozšiřování sítě
Velká datová centra, elektrická vozidla a průmyslová elektrifikace vytvářejí stále koncentrovanější místní poptávku po energii. Rychlé-nabíjecí stanice, rozšíření továren a datová centra mohou rychle posunout transformátory a připojení k síti blízko jejich limitům. Nové rozvodny, přenosová vedení a modernizace připojení však často vyžadují roky plánování, schvalování a výstavby. Výzvou proto není pouze vyrábět více elektřiny, ale také sladit poptávku, kapacitu sítě a načasování. Distribuované energetické systémy mohou pomoci snížit tuto mezeru.
Co zahrnuje místní distribuovaný energetický systém?
Distribuovaná energie funguje nejlépe jako integrovaný systém spíše než jako soubor nezávislých zařízení.
Typický komerční nebo průmyslový systém může obsahovat následující komponenty.
1. Střešní solární
Střešní fotovoltaické systémy vyrábějí elektřinu v blízkosti místa, kde se spotřebovává.
V továrnách, skladech, komerčních budovách a datových zařízeních s vhodným střešním prostorem může-místní solární energie snížit denní dovoz elektřiny a snížit množství energie, která musí projít místní sítí.
Solární výkon však závisí na počasí a denní době. Nemusí přesně odpovídat profilu poptávky webu, takže samotná solární energie nemůže plně vyřešit problémy s připojením-kapacitou nebo špičkovým-zatížením.
Jeho hodnota se zvyšuje, když je koordinován se skladovacím a pružným zatížením.
2. Komerční a průmyslové skladování energie
Bateriové úložiště odděluje dobu generování od doby spotřeby.
Může se nabíjet, když je solární produkce vysoká nebo poptávka po síti je relativně nízká, a poté se vybíjet, když se místo přiblíží k limitu výkonu nebo se zvýší ceny elektřiny.
Pro komerční a průmyslové uživatele může úložiště podporovat:
Špičkové holení
Posun energie
Solární vlastní spotřeba-
Záložní napájení
Podpora nabíjení-
Řízení kvality-výkonu
Snížené krátkodobé-namáhání transformátorů a napáječů
To přímo souvisí s předchozí diskuzí v"Proč se skladování energie stává základní infrastrukturou, nikoli volitelným vybavením."
Skladování se stává infrastrukturou, protože poskytuje místnímu energetickému systému něco, co samotná solární výroba nemůže poskytnout:kontrolu nad tím, kdy se používá elektřina.
3. Ovladatelné zátěže
Ne každá elektrická zátěž musí pracovat na plný výkon v pevně stanovený čas.
Některé průmyslové procesy, systémy HVAC, ohřev vody, chladicí zařízení, čerpadla a nabíjecí zátěže lze upravit v přijatelných provozních mezích.
Regulovatelná zátěž nemusí nutně spotřebovávat méně energie. Místo toho se část jeho spotřeby přesune mimo období, kdy je síť nebo místo pod tlakem.
Příklady:
Dočasné snížení-nekritického vybavení
Ohromující spouštění-velkých motorů
Úprava požadavku na chlazení v přijatelném teplotním rozsahu
Odložení vybraných relací nabíjení
Plánování energeticky -intenzivní výroby na období nižší-poptávky
Tento typ flexibility poptávky je často levnější než vybudování dostatečné kapacity výroby a sítě pro každou možnou špičku.
4. Nabíjecí zařízení pro elektromobily
Nabíjecí infrastruktura by měla být považována za součást energetického systému lokality, nikoli jako izolovanou zátěž.
Nekontrolované nabíjení umožňuje každému vozidlu čerpat maximální výkon, kdykoli je připojeno. To může vést k vrcholu daleko nad běžnou poptávkou webu.
Inteligentní nabíjení může místo toho přidělovat energii podle:
Čas odjezdu vozidla
Stav nabití baterie
Priorita nabíječky
Dostupná solární energie
Kapacita akumulátoru
Limity připojení k webu
Ceny elektřiny
U vozového parku nebo nabíjecí stanice pro těžké{0}}nákladní vozy může tato koordinace výrazně snížit maximální odběr energie ze sítě.
Obousměrné nabíjení může vytvořit další flexibilitu ve vhodných aplikacích. Ministerstvo energetiky USA poznamenává, že elektrická vozidla mohou potenciálně dodávat energii budovám nebo rozvodné síti prostřednictvím systémů-do-budovy a vozidla{3}}do-sítě, čímž doplňují solární a další distribuované zdroje.
5. Energetický management EMS
Systém energetického managementu je to, co mění samostatná zařízení v koordinovaný místní energetický systém.
EMS monitoruje výrobu, spotřebu, ceny elektřiny, stav baterie, požadavky na nabíječku a limity sítě. Poté rozhodne, kdy by mělo každé ovladatelné aktivum fungovat.
Praktický EMS může koordinovat:
Střešní solární generace
Nabíjení a vybíjení baterie
Import a export mřížky
Výrobní zatížení
Stavební zatížení
EV nabíječky
Záložní-rezervy energie
Doba-používání-tarifů za elektřinu
Bez koordinovaného řízení mohou solární, akumulační a nabíječky fungovat proti sobě. Baterie by se například mohla nabíjet ze sítě během špičky, zatímco se nabíjejí i vozidla.
Efektivní EMS těmto konfliktům předchází a řídí web podle jasných priorit.
6. Interakce mřížky
Distribuovaný energetický systém obvykle zůstává připojen k širší elektrické síti.
Cílem není vždy fungovat nezávisle. Cílem je inteligentnější interakce s mřížkou.
V závislosti na místních předpisech a technických podmínkách může systém:
Omezte maximální import mřížky
Vyhněte se nadměrnému vývozu solární energie
Reagujte na signály poptávky ze sítě
Poskytněte reakci poptávky
Udržujte záložní kapacitu
Účastněte se-programů podpory gridu
Během výpadku dočasně fungovat jako mikrosíť
Americké ministerstvo energetiky popisuje virtuální elektrárny jako koordinované skupiny zdrojů, jako jsou střešní solární, za--měřicí baterie, elektrická vozidla, nabíječky, chytré budovy a flexibilní komerční a průmyslové zátěže. Když jsou agregovány a kontrolovány, mohou tyto zdroje pomoci vyvážit nabídku elektřiny a poptávku a poskytovat služby podobné konvenčním energetickým aktivům.
Jak distribuovaná energie snižuje tlak
Nejsilnější výhodou distribuované energie není to, že vytváří neomezenou novou elektřinu. Jde o to, že umožňuje efektivnější využití stávající výrobní a síťové kapacity.
Koordinovaný systém může snížit tlak několika způsoby:
- Vygenerovat lokálně:Střešní solární zařízení snižuje část denní potřeby sítě.
- Přesuňte energii v čase:Poplatky za úložiště během období nižší{0}}poptávky a vybíjení během špiček.
- Ovládání při provozu zátěží:Flexibilní vybavení a chytré nabíjení zabraňují zbytečné současné poptávce.
- Omezit špičky webu:Řízení EMS udržuje zařízení v rámci dohodnutého limitu importu do sítě-.
- Snižte exportní stres:Řízení úložiště a zátěže absorbuje více solární energie na místě-.
- Podpora odolnosti:Baterie mohou udržovat kritické zatížení během krátkých přerušení.
- Koordinujte s mřížkou:Stránky mohou reagovat na externí signály místo toho, aby fungovaly jako pasivní spotřebitelé.
Tato opatření mohou pomoci odložit některé místní upgrady, zlepšit ekonomiku projektu nebo umožnit připojení nových zátěží v rámci stávajících limitů.
Výsledek však do značné míry závisí na návrhu systému. Poddimenzovaná baterie, špatně naplánovaný plán nabíjení nebo slabá strategie řízení mohou poskytnout jen malý praktický přínos.
Jednoduchý příklad
Uvažujme průmyslový areál s maximálním připojením k síti 2 MW.
Jeho běžné výrobní zatížení je 1,4 MW. Společnost pak instaluje několik rychlonabíječek, které by mohly přidat další 1 MW, pokud budou fungovat současně.
Bez kontroly by celková poptávka mohla dosáhnout 2,4 MW, což by překročilo limit připojení.
Místní energetický systém by mohl reagovat takto:
Dodává část denní zátěže ze střešního solárního zařízení
Použití úložiště baterie během nabíjecí špičky
Dočasné snížení výkonu nabíječky
Ohromující nabíjení vozidla
Přesouvá se vybraná ne-kritická zatížení
Udržování celkových dovozů do sítě pod 2 MW prostřednictvím řízení EMS
Systém neodstranil potřebu elektřiny. Zabránilo tomu, aby veškerá poptávka dosáhla sítě ve stejný okamžik.
Závěr
Rostoucí poptávka po elektřině nezvyšuje pouze množství energie, kterou svět potřebuje. Vytváří také nový tlak na konkrétních místech a ve specifických regionech.
Datová centra vyžadují velké, stabilní napájecí zdroje. Průmyslová elektrifikace přidává nové výrobní zátěže. Elektromobily a vysokovýkonné nabíječky-vytvářejí koncentrované špičky. Mezitím může tradiční expanze sítě trvat déle, než je mnoho komerčních projektů ochotno nebo schopné čekat.
Místní energetický systém vybudovaný na střešních solárních, komerčních a průmyslových úložištích, ovladatelných zátěžích, inteligentním nabíjení, EMS řízení a interakci se sítí může pomoci část této mezery překonat.
Jeho účelem není nahradit elektrickou síť. Je to proto, aby byl web flexibilnější, předvídatelnější a pro síť snadněji sloužit.
Jak bylo diskutováno v"Proč se skladování energie stává základní infrastrukturou, nikoli volitelným vybavením,"úložiště je pro tento přechod zásadní. Ale úložiště přináší největší hodnotu, když je kombinováno s místní výrobou, inteligentním řízením zátěže a koordinovanou interakcí se sítí.
SINELINKdodává fotovoltaické kabely, konektory, komerční a průmyslové systémy skladování energie a související komponenty pro projekty distribuované energie. Podporujeme dodavatele EPC, distributory a nákupčí projektů s výběrem produktů, technickou dokumentací, koordinací certifikace a projektovou-konfigurací systému.