Een grootschalig elektriciteitsnet zorgt voor de opwekking en het transport van elektriciteit op grote schaal, terwijl een microgrid Het maakt lokale energieopwekking, energieopslag en intelligent energiebeheer mogelijk. Naarmate de toepassing van hernieuwbare energie toeneemt en de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet belangrijker wordt, wordt de integratie van grootschalige elektriciteitsnetten en microgrids een belangrijke aanpak voor het bouwen van veerkrachtige energiesystemen.
In plaats van elkaar te vervangen, kunnen de twee systemen samenwerken om de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening, de flexibiliteit en de integratie van decentrale hernieuwbare energiebronnen te verbeteren.
Wat is een elektriciteitsnet voor de massamarkt?
Een hoogspanningsnet is een grootschalig elektriciteitsnetwerk dat belangrijke energiecentrales, transmissienetwerken en distributiesystemen met elkaar verbindt. Het is voornamelijk gebaseerd op grote, gecentraliseerde energiecentrales, waaronder kolen-, kern-, waterkracht- en grootschalige wind- en zonne-energiecentrales, voor de elektriciteitsopwekking. Via hoogspanningsnetwerken wordt de elektriciteit over lange afstanden getransporteerd van de opwekkingscentra naar de regionale afnemers.
Beperkingen van traditionele elektriciteitsnetten:
- Grote transmissieafstand: De elektriciteit die in decentrale energiecentrales wordt opgewekt, moet vaak over lange afstanden via transmissienetwerken worden getransporteerd. Dit vereist aanzienlijke investeringen in infrastructuur en kan de kwetsbaarheid bij transmissiestoringen vergroten.
- Kwetsbaarheid voor extreme weersomstandigheden: Extreme weersomstandigheden zoals stormen, bosbranden en strenge kou kunnen de transmissie-infrastructuur aantasten en de betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening beïnvloeden.
- Uitdagingen in afgelegen gebieden: Het uitbreiden van de traditionele netwerkinfrastructuur naar afgelegen gebieden kan lange bouwperioden en hoge investeringskosten met zich meebrengen, waardoor decentrale energieoplossingen op sommige locaties praktischer zijn.
Wat is een microgrid?
Een microgrid is een lokaal energiesysteem dat gedistribueerde energiebronnen (DER), energieopslag en regelbare verbruikers binnen een specifiek gebied integreert. Via een energiebeheersysteem (EMS) kan het de energieopwekking, -opslag en het elektriciteitsverbruik coördineren om de werking van het systeem te optimaliseren.
De belangrijkste onderdelen van een microgrid voor hernieuwbare energie zijn:
- Hernieuwbare energiebronnen, zoals zonnepanelen en windturbines.
- Batterij-energieopslagsystemen
- Energiebeheer- en controlesystemen
Microgrids worden veelvuldig gebruikt in toepassingen waar een betrouwbare stroomvoorziening cruciaal is, zoals afgelegen gebieden, mijnbouwactiviteiten, olie- en gasinstallaties en telecommunicatie-infrastructuur.
Een microgrid kan in twee modi werken:
- Werking met netaansluiting: Wanneer een microgrid is aangesloten op het elektriciteitsnet, kan het elektriciteit uitwisselen met het net en tegelijkertijd gebruikmaken van energiemanagementsystemen (EMS) om de lokale opwekking, opslag en het verbruik te optimaliseren.
- Eilandoperatie: Tijdens stroomuitval kan een microgrid zich loskoppelen van het hoofdnet en de stroomvoorziening van essentiële apparaten blijven garanderen door gebruik te maken van lokale energieopwekking en energieopslag.
Grootschalig elektriciteitsnet versus microgrid
|
Vergelijkingsaspect |
Grootschalig elektriciteitsnet |
Microgrid |
|
Schaal |
Regionaal, nationaal of onderling verbonden netwerk |
Lokaal energiesysteem |
|
Energieopwekking |
Afhankelijkheid voornamelijk van grootschalige, gecentraliseerde energieopwekking. |
Combinatie van decentrale energieopwekking en energieopslag |
|
Integratie van hernieuwbare energie |
Gecentraliseerde projecten voor hernieuwbare energie |
Lokale opwekking van hernieuwbare energie |
|
Controlemethode |
Gecontroleerd door netverdeelcentra en systeembeheerders. |
Geregeld door een lokaal energiebeheersysteem. |
|
Betrouwbaarheid |
Regionale betrouwbaarheid |
Lokale stroomvoorzieningszekerheid voor kritieke belastingen |
|
Bedrijfsmodus |
Functioneert als een groot, onderling verbonden netwerk. |
Kan zowel met netaansluiting als in eilandmodus werken. |
|
Hoofdrol |
Grootschalige energieoverdracht en balancering van vraag en aanbod |
Biedt lokale flexibiliteit en leveringszekerheid. |
|
Typische uitrusting |
Energiecentrales, transmissielijnen, onderstations |
Zonne-energie, windenergie, batterijen, belastingen en besturingsapparatuur |
|
Inzet |
Lange ontwikkeltijd voor de infrastructuur |
Modulaire implementatie |
|
Typische toepassingen |
Stedelijke energievoorziening, grensoverschrijdende energievoorziening |
Industriële complexen, communicatiefaciliteiten, afgelegen gebieden |
Hoe microgrids de veerkracht van het elektriciteitsnet verbeteren
- Verbeter de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening: Microgrids kunnen de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening verbeteren door kritieke belastingen te ondersteunen, lokale energiebronnen te optimaliseren en back-upmogelijkheden te bieden tijdens stroomuitval.
- Bevorder het gebruik van hernieuwbare energie: Microgrids kunnen zonne-, wind- en energieopslagsystemen integreren om lokale opwekking en consumptie van hernieuwbare energie mogelijk te maken, waardoor de afhankelijkheid van conventionele energiebronnen en transport over lange afstanden wordt verminderd.
- Optimaliseer de energiekosten: Door de opwekking van elektriciteit, de energieopslag en de verbruikers te coördineren via een energiebeheersysteem (EMS), kunnen microgrids energie opslaan tijdens perioden met lagere kosten en elektriciteit afgeven tijdens piekuren op basis van de lokale elektriciteitstarieven. Hierdoor worden de energiekosten verlaagd en het elektriciteitsbeheer geoptimaliseerd.
- Verbeter de flexibiliteit van de energie-uitbreiding: Voor afgelegen gebieden of snelgroeiende projecten kunnen microgrids dienen als flexibele energieoplossingen. Ze bieden energieondersteuning voordat de grootschalige infrastructuur van het elektriciteitsnet is voltooid en verkorten de wachttijd voor toegang tot stroom.
Voor afgelegen industrieterreinen, telecommunicatie-infrastructuur en toepassingen die niet op het elektriciteitsnet zijn aangesloten., YG ENERGIE Ontwikkelt microgrid-oplossingen op basis van wind-, zonne- en energieopslag, waarbij gedistribueerde windturbines, zonnepanelen, batterijopslag en energiemanagementsystemen worden gecombineerd.
Hoe bereik je een veilige en efficiënte coördinatie tussen microgrids en het elektriciteitsnet?
Het aansluiten van een microgrid op het elektriciteitsnet vereist een uitgebreid elektrisch ontwerp en een gedegen planning van het besturingssysteem. Beveiligingssystemen moeten de werking van lokale apparatuur en het openbare net coördineren, terwijl besturingssystemen de overgangen tussen netgekoppelde en eilandmodus moeten beheren.
- Netaansluitingsvereisten: De spanning, frequentie, beveiligingsmechanismen en het regelgedrag van microgrids moeten voldoen aan de lokale netnormen en de aansluitingseisen van de netbeheerder. Afhankelijk van de regionale netvereisten bieden normen zoals IEEE 1547 in Noord-Amerika richtlijnen voor de aansluiting van gedistribueerde energiebronnen, inclusief bescherming tegen eilandvorming, spannings- en frequentierespons en netondersteunende functies.
- Beschermingscoördinatie: Microgrids kunnen complexere energiestromen hebben vanwege decentrale energieopwekking en energieopslag. Beveiligingssystemen moeten storingen snel detecteren en beveiligingsmaatregelen coördineren tussen het microgrid en het hoofdnet.
- Energieopslag en energiebeheer: De opslagcapaciteit van de batterijen, het vermogen en de besturingsstrategieën van het energiemanagementsysteem moeten worden ontworpen op basis van de belasting, de opbrengst van hernieuwbare energie en de operationele doelstellingen om een soepele overgang tussen netgekoppelde en eilandmodus te ondersteunen.
Conclusie
Naarmate de vraag naar elektriciteit blijft groeien en de inzet van hernieuwbare energiebronnen toeneemt, kan de combinatie van microgrids en grootschalige elektriciteitsnetten bijdragen aan een flexibeler en betrouwbaarder energiesysteem. De optimale oplossing hangt af van de specifieke locatieomstandigheden, de energiebehoefte, de beschikbare energiebronnen en de operationele doelstellingen.
Op weg naar een flexibeler energiesysteem
YG ENERGIE Biedt kant-en-klare microgrid-oplossingen die decentrale windenergie, zonne-energie, batterijopslag en energiemanagementsystemen integreren voor afgelegen locaties, industriële faciliteiten, telecommunicatie-infrastructuur en commerciële toepassingen.
Neem contact op met ons engineeringteam. voor een op maat gemaakte haalbaarheidsstudie voor een microgrid.
