As microgrids são redes de eletricidade de pequena escala. Eles são sistemas de alimentação elétrica que geram e distribuem eletricidade. Algumas microrredes estão conectadas à rede elétrica principal; outros não estão conectados por opção ou porque não há nenhuma rede elétrica principal para se conectar.

As modernas redes de eletricidade de área ampla são vastos sistemas interligados que consistem em milhões de consumidores de eletricidade e milhares de geradores de eletricidade. No Canadá e nos Estados Unidos, por exemplo, a interconexão ocidental cobre a maior parte do território a oeste das grandes planícies. Inclui cerca de 136, 000 milhas de linhas de transmissão de alta tensão, além de linhas de distribuição de média e baixa tensão. Uma complexa manta de retalhos de dezenas de serviços públicos, operadores de sistema e outras entidades mantêm, operam e regulam a ti.

As microgrades, em contrapartida, cobrem uma área local, normalmente não incluem linhas de transmissão de alta tensão e conectam muito menos consumidores e provedores. Normalmente, as microrredes privadas pertencem e são operadas pela mesma entidade que também detém a carga servida pela Microgrid. As microgrades públicas que servem, por exemplo, uma ilha, normalmente são de propriedade e são operadas por uma concessionária municipal local.

As microrredes simples já existem desde que o serviço público de eletricidade esteja disponível. No entanto, nos últimos anos, o aumento explosivo da de eletricidade renovável levou a que mais microrredes fossem implantados. Essas microrredes modernas incorporam tecnologia mais sofisticada. Eles normalmente conectam uma variedade de ativos, incluindo matrizes solares, turbinas eólicas, geradores a gás ou diesel e armazenamento de energia da bateria.

Microgrids usados nas grades da ilha

As ilhas que são muito pequenas ou muito distantes para garantir a construção de uma conexão elétrica com o continente são obrigadas a operar suas próprias microgrades. Tradicionalmente, as microrredes da ilha confiam nos geradores a diesel para fornecer toda ou a maior parte de sua eletricidade. os geradores são perfeitos para aplicações insulares devido à sua operação flexível. Os geradores podem iniciar rapidamente e uma usina de energia, inclusive de múltiplos geradores, pode efetivamente cobrir uma faixa de carga muito ampla. Os combustíveis líquidos são também os combustíveis tradicionais de escolha para as usinas de energia da ilha, porque eles são fáceis de transportar e armazenar.

Muitas ilhas têm visto seus moradores cada vez mais insatisfeitos com esta configuração no entanto. Os geradores mais antigos podem impactar a qualidade do ar localmente, o que pode ser particularmente indesejável para as ilhas que contam com o turismo. Para ilhas com poucos recursos econômicos, o custo do transporte de combustível líquido também pode ser um fardo importante.

Essas ilhas estão se voltando para a geração solar e eólica como maneiras de reduzir sua dependência dos combustíveis fósseis. Uma microrede inteligente que integra uma mistura de recursos renováveis, geradores e sistemas de armazenamento de energia da bateria pode efetivamente tornar a eletricidade mais acessível e mais confiável, ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental da produção de eletricidade.

Sistemas de controle modernos podem ser programados com todos os parâmetros dos vários recursos de energia distribuída para operar a microrede a fim de maximizar o uso de energias renováveis e minimizar o uso de combustível importado. Um benefício importante é a resiliência extra para a grade, evitando apagões e quedas de energia em toda a rede.

Um exemplo seria ilha de Calvert, na Colúmbia Britânica, Canadá , onde a Cummins Inc. estava envolvida em um projeto para atualizar a microrede da ilha. A ilha precisava de mais potência, mas era dependente unicamente da geração a diesel. A ilha foi atualizada para uma microrede com matrizes solares, armazenamento de energia da bateria e novos geradores a diesel da Cummins. A atualização resultou no consumo de combustível fóssil sendo reduzido em 83%.

Microgrids usados em locais remotos

Instalações industriais e assentamentos localizados em locais remotos sem acesso ao serviço de serviços públicos enfrentam as mesmas dificuldades que as ilhas. Essas instalações têm usado historicamente geradores a diesel. O combustível precisa ser transportado, às vezes através de caminhão por longas distâncias em terrenos desafiadores. Para minas localizadas no norte do Canadá ou em partes remotas da Austrália, por exemplo, o custo do transporte do combustível pode facilmente exceder o custo do combustível em si. Em algumas regiões do mundo, como regiões remotas do Alasca e norte do Canadá, o transporte de combustível também deve levar em consideração as mudanças nas estações em que as vias rodoviárias e de água permitirão veículos e embarcações de transporte.

As operações industriais, além disso, precisam de sistemas robustos para garantir o fornecimento de eletricidade. Se o sistema de ventilação de uma mina parar por causa de uma falha de energia, por exemplo, as condições podem se degradar rapidamente para os trabalhadores no subsolo.

Essas operações estão ansiosas para aproveitar os recursos renováveis disponíveis localmente para reduzir custos e garantir a segurança. Reduzir os custos de combustível até mesmo em uma pequena porcentagem em uma operação de mineração em grande escala pode rapidamente resultar em economia substancial.

Um exemplo de uma microrede de mineração é a nova mina de ouro da Austrália Ocidental, onde a Cummins participou do projeto para construir um complexo de energia para abastecer a mina. O site decidiu em uma usina de energia de 23 MWe fora da rede composta de 16 gás MWe, 4 MWe solar e 3 MWe a diesel de geração de energia. Um adicional de 2 MWe de geração a gás foi adicionado, seguido por 18 MWe de geração eólica e uma bateria de armazenamento de energia de 13 MWe e sistema de controle avançado. Mais da metade da fábrica híbrida de capacidade de 56 MWe é proveniente de recursos renováveis.

A Cummins também participou de um projeto para atualizar a fonte de alimentação no Fisherman ' s Landing Marina, na ilha de Vancouver, na Colúmbia Britânica, Canadá . Durante o verão, a Marina acomoda grandes iates, onde os iates são fornecidos com serviço elétrico. Como resultado, o consumo elétrico da Marina experimentaria mudanças sazonais significativas. A Marina instalou uma Micrograde incorporando energia solar para a baixa estação e geração a diesel para a alta temporada. Graças à nova Microgrid, os proprietários de iates podem agora se conectar ao serviço elétrico da Marina e desligar seus motores e geradores a bordo para aproveitar o som de desolação e tranquilidade do som desolador.

Microgrids usados para geração no local

As microgrids não são exclusivas para áreas remotas. Qualquer instalação que busque integrar várias cargas e múltiplos recursos de geração no local deve considerar a construção de uma Microgrid, seja uma conexão com o serviço de serviço público principal que esteja disponível ou não.

Bases militares frequentemente utilizam microrredes em suas instalações por razões de segurança, apesar de estarem conectados a uma rede de serviços públicos. No Havaí, por exemplo, a Marinha dos EUA está no processo de construção de uma Micrograde extensiva para cobrir a base conjunta Pearl Harbor-Hickams. O projeto da Marinha inclui várias centenas de megawatts de geração solar, armazenamento de energia, bem como um extenso backbone elétrico ligando dezenas de edifícios e instalações. Fora das emergências, os ativos de geração da Marinha fornecerão energia para a concessionária local.

Outras instalações podem decidir construir uma microrrede para simplesmente reduzir os custos de eletricidade e energia. Com controles inteligentes, os consumidores da microrrede podem alternar entre o serviço de grade e a autogeração dependendo do que é mais econômico.

Uma rede de microgrades composta de vários recursos de energia distribuída anexados à grade principal também adiciona resiliência a todo o sistema elétrico, pois o operador de rede pode providenciar para utilizar esses recursos como e quando necessário. À medida que a geração extra é produzida e consumida no local, isso alivia a pressão na grade principal e se traduz em menos necessidade de investimento para atualizações na rede de distribuição.

No entanto e onde quer que as microrredes sejam usadas, os sistemas e tecnologias inteligentes agora disponíveis para integrar os recursos renováveis aos sistemas de eletricidade locais significam que, em termos econômicos e societários, os proprietários têm a oportunidade de serem renováveis, beneficiando-se de eletricidade econômica.

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