Komponenten von Mikronetzen

Mikronetze sind technologische Wunderwerke. Sehen Sie sich die verschiedenen Komponenten an, die in einem Mikronetz zusammenkommen.
Stromnetze und Mikronetze haben viel gemeinsam. Beide dienen der gleichen Funktion, um den Verbrauchern elektrische Energie zur Verfügung zu stellen. Beide unterliegen den gleichen Einschränkungen und stellen sicher, dass die elektrische Erzeugung und elektrische Last jederzeit gleich sind. Ihre Komponenten sind jedoch unterschiedlich.
Mikronetze haben einen viel kleineren Maßstab als Stromnetze und enthalten daher Komponenten, die entsprechend reduziert werden.
Hier sind die Hauptkomponenten eines Mikronetzes:
Stromerzeugungsressourcen in Mikronetzen
Das schlagende Herz eines Mikronetzes besteht aus einer Reihe von elektrischen Erzeugungsressourcen. Zu den typischen Erzeugungsressourcen in Mikronetzen zählen Diesel- und/oder Erdgasgeneratoren, Solaranlagen und Windturbinen.
Die grundlegendsten Mikronetze werden in der Regel um einen oder mehrere Dieselgeneratoren herum gebaut. Wenn Erdgas verfügbar ist, gehören auch Gasgeneratoren zu den verfügbaren Optionen. Ältere Insel-Kleinstnetze zum Beispiel basieren auf einem kleinen Kraftwerk, das aus einigen Dieselmotoren besteht, die an Lichtmaschinen gekoppelt sind. Generatoren sind die Standard-Wahl für den Antrieb eines Mikronetzes, da sie einen großen Bereich von Lasten abdecken können und weil sie als Notstromversorgung verwendet werden können. Sie starten schnell, reagieren auf Lastwechsel und können mit einer Vielzahl von Kraftstoffen betrieben werden.
Kraftstoffzellentechnologie stellt derzeit eine gültige Option zur Bedarfsstromversorgung von Mikronetzen bereit. Brennstoffzellen können mit Erdgas, Wasserstoff und anderen weniger häufigen Kraftstoffen betrieben werden. Obwohl ihre Kosten nach wie vor zu hoch sind, um weit verbreitet zu werden, gelten Wasserstoffbrennstoffzellen als potenzielle Quelle für CO2-freien Strom im kleinen Maßstab.

Intermittierende Energieressourcen in Mikronetzen
Die Kosten für Solarmodule sind so niedrig geworden, dass ihre Installation in Häusern und Unternehmen in einigen Regionen kein Grund zur Entlüftung ist. Universitätsstandorte, Industrieanlagen und andere mit einem Mikronetz ausgestattete Einrichtungen können Solaranlagen in großer Zahl installieren, wodurch erhebliche Einsparungen bei den Energierechnungen erzielt werden. Tatsächlich bauen viele ein Mikronetz, um ihre Solarressourcen besser integrieren und nutzen zu können.
Energiespeicherung in Mikronetzen
Viele Hausbesitzer entscheiden sich manchmal, ihre Photovoltaik-Installation für Haushalte mit einem Batteriepack zu ergänzen. Ebenso verwenden viele Kleinstnetzbesitzer speicherung in ihr System. Angesichts des Preises für Lithium-Ionen-Batterien auf einem Allzeittief rechtfertigen die Vorteile des Hinzufügens einer Energiespeicherressource oft die zusätzlichen Kosten.
Zum einen bieten Batterieenergiespeichersysteme einen Service, der als "Zeitschalten" bezeichnet wird. Zeitschaltbatterien sammeln während des Tages zusätzlichen Strom von einem solaren System und entladen die Batterie dann, nachdem die Sonne den Lastbedarf über Nacht erfüllt hat. In ähnlicher Weise können Batterien in Zeiten entladen werden, in denen die Leistung der Solaranlage nicht den Lastanforderungen entspricht, z. B. bei kurzen Phasen des Spitzenbedarfs. Dies ermöglicht es dem Eigentümer, die Nutzung von intermittierenden Ressourcen zu maximieren.
Ein weiterer Vorteil von Batteriesystemen ist ihre Fähigkeit, sofort auf Änderungen der Stromnachfrage auf dem Mikronetz zu reagieren. Eine Batterie als Standby-Kapazität zu haben, ist oft viel kostengünstiger als das Leerlauf eines zusätzlichen Generators 24/7, falls die Nachfrage unerwartet steigt. Stellen Sie sich Energiespeicherung wie das Fett auf dem Mikronetz vor, in dem Energie gespeichert wird.
Lastmanagement innerhalb von Mikronetzen
Einige Kleinstnetzbesitzer haben die Möglichkeit, den Strombedarf aktiv so zu verwalten, wie sie die Stromerzeugung verwalten.
Wenn standardmäßig eine große elektrische Maschine am Mikronetz anspringt, müssen die Generatoren, die das Kleinstnetz versorgen, schnell hochfahren, um den zusätzlichen Bedarf zu decken. Mikronetze, die die Nachfrage aktiv verwalten, haben eine weitere Option. Sie können den Bedarf am Mikronetz verringern, beispielsweise indem sie den Wechselstrom eines Gebäudes vorübergehend ausschalten. Das Ergebnis ist, dass Nachfrage und Erzeugung wieder ausgeglichen werden, ohne die Erzeugung zu erhöhen.
Steuerung und Kommunikation innerhalb von Mikronetzen
Mikronetze benötigen ein Gehirn und ein system, das sicher und effektiv arbeitet und daher hochentwickelte Steuerungssysteme.
Großflächige Stromnetze dienen Millionen von Verbrauchern und haben eine beträchtliche Trägheit, wodurch das Potenzial für schnelle, unkontrollierte Änderungen eingeschränkt wird. Mikronetze verfügen hingegen über weniger Lasten und Ressourcen und reagieren empfindlicher auf Schwankungen bei Last und Erzeugung. Das Starten mehrerer großer elektrischer Maschinen ohne die Gewissheit, dass eine gleichwertige Menge an Erzeugung verfügbar ist, ist eine sichere Möglichkeit, das Mikronetz zum Absturz zu bringen.
Das Steuerungssystem eines Mikronetzes umfasst typischerweise mehrere Steuerungen und Sensoren, die über sein Territorium verteilt sind. Ein Überwachungskontroll- und Datenerfassungssystem (Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA) ist ebenfalls erforderlich, um Daten zu sammeln und Anweisungen zu verteilen.
Wenn das SCADA-System das gesamte System des Mikronetzes ist, dann ist die Energiemanagement-Software das Gehirn; Diese Software kann höchst anspruchsvoll sein. Künstliche Intelligenz (KI) und Funktionen des maschinellen Lernens ermöglichen es, eine moderne Energiemanagement-Software zu lernen, die Last der Verbraucher auf das Mikronetz und die Erzeugung von erneuerbaren Anlagen besser zu antizipieren, um das System so zu optimieren, dass es kosteneffektiv läuft. Die Maximierung des Einsatzes erneuerbarer Ressourcen, die Minimierung der Kosten fossiler Brennstoffe und die Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit der Ausrüstung und des Mikronetzes wird während des Lastversands von der Energiemanagement-Software innerhalb der vom Besitzer des Mikronetzes angegebenen Parameter erledigt.
Schaltanlagen, Wechselrichter und andere Geräte
Schließlich enthalten Mikronetze weitere wichtige Komponenten wie elektrische Kabel, Leistungsschalter, Transformatoren und mehr. Diese Komponenten sind die Muskeln, Muskeln und Herzgefässe eines Mikronetzes. Sie verbinden Erzeugungsressourcen mit den Verbrauchern und ermöglichen es der Kleinstnetz-Steuerung, Änderungen am Zustand des Mikronetzes vorzunehmen.
Automatische Transferschalter zum Beispiel verschiedene Erzeugungsanlagen eingrenzen, um sicherzustellen, dass beispielsweise der mit einem Solar array assoziierte Wechselstromumrichter keinen Strom zu einem Dieselgenerator einfüge. Wechselrichter wandeln die von Batterien oder Solarpanels gelieferte Gleichstromversorgung in Wechselstrom um, der angemessen mit anderen AC-Ressourcen auf dem Mikronetz synchronisiert ist.