Componentes de microrredes
As microgrades são maravilhas tecnológicas. Confira os diferentes componentes que se juntam sob uma Micrograde.
Redes de serviços públicos e microrredes têm muito em comum. Ambos servem a mesma função-para fornecer energia elétrica aos consumidores. Ambos estão sujeitos às mesmas restrições-garantindo que a geração elétrica e a carga elétrica sejam iguais em todos os momentos. Seus componentes, no entanto, são diferentes.
As microgrades estão em uma escala muito menor que as redes de serviços públicos e, como resultado, incluem componentes que são proporcionalmente reduzidos.
Aqui estão os principais componentes de uma Microgrid:
Recursos de geração de eletricidade em microrredes
O coração pulsante de uma Micrograde consiste em um conjunto de recursos de geração de energia elétrica . Os recursos de geração típica encontrados em microrredes incluem geradores a diesel e/ou gás natural , matrizes solares e turbinas eólicas.
As microgrades mais básicas geralmente são construídas em torno de um ou mais geradores a diesel. Quando o gás natural está disponível, os geradores a gás também estão entre as opções disponíveis. As microgrades mais antigas da ilha, por exemplo, são baseadas em uma pequena usina de energia composta de alguns motores a diesel acoplados a alternadores. Os geradores são a opção padrão para alimentar uma microrrede porque eles podem cobrir uma ampla variedade de cargas e porque podem ser usadas como energia de reserva. Eles começam rapidamente, respondem a mudanças de carga e podem operar com uma variedade de combustíveis.
tecnologia de célula de combustível está emergindo como uma opção válida para fornecer energia sob demanda em microgrids. As células de combustível podem funcionar com gás natural, hidrogênio e outros combustíveis menos comuns. Embora seu custo permaneça alto demais para ser amplamente usado, as células de combustível de hidrogênio são vistas como uma fonte potencial de eletricidade de pequena escala CO2 livre.
Recursos de energia intermitente em microrredes
O custo dos painéis solares tornou-se tão baixo que, em algumas regiões, sua instalação em casas e empresas é óbvia. Campi universitários, instalações industriais e outros equipados com uma microrrede podem instalar matrizes solares em grandes números, conseguindo assim economia significativa em suas contas de energia. De fato, muitos constroem uma microrede especificamente para serem capazes de se integrar melhor e aproveitar seus recursos solares.
Armazenamento de energia em microrredes
Muitas vezes, os proprietários optam por complementar sua instalação fotovoltaica em casa com uma bateria. Da mesma forma, muitos proprietários de microrrede incorporam de armazenamento de energia da bateria em seu sistema. Com o preço das baterias de íon-lítio em baixa, os benefícios de adicionar um recurso de armazenamento de energia geralmente justificam o custo adicional.
Para um, os sistemas de armazenamento de energia da bateria fornecem um serviço conhecido como "deslocamento do tempo". As baterias que mudam o tempo coletam eletricidade extra de um sistema solar de grandes dimensões durante o dia e, em seguida, descarregam a bateria depois que o sol se definir para atender às demandas de carga noturna. Da mesma forma, as baterias podem ser descarregadas às vezes quando a saída da matriz solar não corresponde aos requisitos de carga, como curtos períodos de pico de demanda. Isso permite que o proprietário maximize o uso de recursos intermitentes.
Outro benefício dos sistemas de bateria é sua capacidade de responder instantaneamente às mudanças na demanda de eletricidade na Microgrid. Ter um serviço de bateria como capacidade de reserva é muitas vezes muito mais econômico do que o processo de inatividade de um gerador extra 24/7, caso a demanda aumente de forma inesperada. Pense no armazenamento de energia como a gordura na Micrograde onde a energia é armazenada.
Gerenciamento de carga em microrredes
Alguns proprietários de microrrede têm a opção de gerenciar ativamente a demanda de eletricidade da mesma forma que gerenciam a geração de eletricidade.
Por padrão, quando uma grande máquina elétrica é iniciada em algum lugar na Micrograde, os geradores que fornecem a micro grade precisam rapidamente subir para atender à demanda adicional. Microgrids que gerenciam ativamente a demanda têm outra opção. Eles podem diminuir a demanda em outro lugar na Microgrid, por exemplo, ao desligar temporariamente o AC de um prédio. O resultado é que a demanda e a geração são novamente balanceadas sem aumentar a geração.
Controle e comunicações em microrredes
As microgrids precisam de um cérebro e um sistema nervoso para operar com segurança e eficiência, necessitando assim de possuir sistemas sofisticados de controle de microrede .
As redes de serviços públicos de grande área atendem a milhões de consumidores e têm uma quantidade considerável de inércia, limitando o potencial para mudanças rápidas e não controladas. As microgrades, em contrapartida, incluem menos cargas e recursos e são mais sensíveis às variações de carga e geração. Iniciando várias máquinas elétricas de grande porte sem a garantia de que uma quantidade equivalente de geração esteja disponível é uma maneira segura de travar a microrede.
O sistema de controle de um Microgrid normalmente inclui vários controladores e sensores distribuídos em seu território. Um sistema de controle e aquisição de dados (SCADA) de supervisão também é obrigatório para coletar dados e distribuir instruções.
Se o sistema SCADA é o sistema nervoso da Micrograde, o software de gerenciamento de energia é o cérebro; Esse software pode ser altamente sofisticado. Os recursos de inteligência artificial (ia) e Machine Learning permitem que o moderno software de gestão de energia Aprenda a antecipar melhor a carga dos consumidores na microrede e geração de ativos renováveis, para otimizar o sistema para funcionar da maneira mais econômica. A maximização do uso de recursos renováveis, a minimização dos custos com combustíveis fósseis e a manutenção da confiabilidade do equipamento e da microrede, ao mesmo tempo que despachando a carga, são todos atendidos pelo software de gestão de energia, dentro dos parâmetros especificados pelo proprietário da Micrograde.
Switchgears, inversores e outros equipamentos
Finalmente, as microrredes incluem outros componentes críticos, como cabos elétricos, disjuntores, transformadores e muito mais. Esses componentes são os ossos, músculos e vasos sanguíneos de uma Micrograde. Eles conectam os recursos de geração aos consumidores e permitem que o sistema de controle da microrede efetue mudanças no estado da microrede.
as chaves de transferência automática , por exemplo, isolam ativos de geração diferentes para garantir que, por exemplo, o inversor CA associado a uma matriz solar não alimente eletricidade a um gerador a diesel. Os inversores convertem a energia de DC fornecida por baterias ou por painéis solares à potência de CA que é sincronizada adequadamente com outros recursos de CA na Micrograde.
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Aytek Yuksel
Aytek Yuksel é líder em marketing de conteúdo da Cummins Inc., com foco em mercados de sistemas de energia. A aytek ingressou na empresa em 2008. Desde então, ele trabalhou em várias funções de marketing e agora traz os aprendizados de nossos principais mercados, desde os mercados industriais até os residenciais. Aytek vive em Minneapolis, Minnesota, com sua esposa e dois filhos.
