Wat is een microgrid en hoe werkt het?

A microgrid Een microgrid is een lokaal elektriciteitsnetwerk dat stroom levert aan een specifieke faciliteit, gemeenschap of groep gebruikers. In tegenstelling tot een conventioneel elektriciteitsnet dat volledig afhankelijk is van het hoofdnet, combineert een microgrid lokale energieopwekking, energieopslag en intelligente besturing om elektriciteit dichter bij de verbruiksplaats te beheren.

Een microgrid kan werken in netgekoppelde of eilandmodus, waardoor het nuttig is voor het verbeteren van de stroomvoorzieningszekerheid, het integreren van hernieuwbare energie en het leveren van stroom aan kritieke of afgelegen gebieden.

Kerncomponenten van een microgrid

Een microgrid combineert doorgaans verschillende technologieën voor het opwekken, opslaan, omzetten en beheren van elektriciteit.

• Gedistribueerde energieopwekking: Lokale energieopwekking levert stroom binnen het microgrid. Afhankelijk van de locatie en de energiebehoefte kunnen de bronnen bestaan uit zonnepanelen, kleine windturbines, warmtekrachtkoppeling (WKK), brandstofcellen en noodaggregaten. Meerdere energiebronnen kunnen ook worden gecombineerd om de energiebeschikbaarheid te verbeteren.
• Energieopslag: Batterij-energieopslagsystemen slaan overtollige elektriciteit op en geven deze vrij wanneer de productie lager is dan de vraag. Opslag kan helpen om schommelingen in de productie van hernieuwbare energie op te vangen, het energieverbruik te verschuiven en noodstroom te leveren tijdens stroomuitval.
• Energieomzetting: Omvormers en converters regelen de elektriciteitsoverdracht tussen energiebronnen, batterijen, het elektriciteitsnet en elektrische verbruikers. Ze ondersteunen functies zoals gelijkstroom-naar-wisselstroom- en wisselstroom-naar-gelijkstroomconversie en maken het mogelijk dat verschillende energiebronnen samenwerken.
• Energiebeheersysteem (EMS): Het EMS fungeert als het controlecentrum van het microgrid. Het monitort de opwekking, de elektriciteitsvraag, de batterijstatus en de netomstandigheden, en coördineert vervolgens de beschikbare resources op basis van realtime omstandigheden en operationele prioriteiten.

Twee bedrijfsmodi van een microgrid

Een belangrijk kenmerk van een microgrid is het vermogen om zowel met het hoofdnet als volledig onafhankelijk daarvan te functioneren.

Netgekoppelde modus

• Netwerkverbinding: Het microgrid werkt parallel aan het elektriciteitsnet en beheert de lokale energieopwekking, -opslag en -afname.
• Machtuitwisseling: Wanneer de lokale productie de vraag overtreft, kan overtollige elektriciteit, indien toegestaan, aan het net worden geleverd. Wanneer de lokale productie ontoereikend is, kan elektriciteit van het elektriciteitsnet worden afgenomen.
• Energiebeheer: Het energiemanagementsysteem (EMS) coördineert de opwekking, opslag en het verbruik om het gebruik van hernieuwbare energie te optimaliseren, de piekvraag te beheersen en de energiekosten te reguleren volgens de projectvereisten.

Eilandmodus

• Netwerkontkoppeling: Tijdens een stroomstoring of op locaties zonder aansluiting op het elektriciteitsnet kan het microgrid zich loskoppelen van het hoofdnet en zelfstandig blijven functioneren.
• Lokaal aanbod: Lokale energieopwekking, energieopslag en noodstroomvoorziening werken samen om de aangesloten verbruikers van stroom te voorzien.
• Laadprioriteit: Als de beschikbare stroom beperkt is, kan het systeem prioriteit geven aan kritieke belastingen en niet-kritieke belastingen verminderen of uitschakelen. Dit helpt essentiële diensten te handhaven tijdens noodsituaties of langdurige stroomuitval.

Hoe werkt een microgrid?

De elektriciteitsproductie en -vraag kunnen voortdurend fluctueren, vooral bij gebruik van hernieuwbare energiebronnen. Het energiemanagementsysteem (EMS) coördineert de lokale energieproductie, energieopslag en verbruikers en past de stroomdistributie aan op basis van vraag en aanbod in realtime.

• Realtime monitoring: Het EMS houdt continu de energieopwekking, de elektriciteitsvraag, de laadstatus van de batterij en de netomstandigheden bij.
• Productie > Vraag: Wanneer de lokale energieproductie de vraag overtreft, kan het overschot worden opgeslagen in de batterij of, in het geval van netgekoppelde systemen, worden teruggeleverd aan het elektriciteitsnet.
• Generatie < Vraag: Als de stroomopwekking onvoldoende is, kan de batterij ontladen worden om het stroomtekort op te vangen. Dit vermindert de afhankelijkheid van externe stroom en draagt bij aan een stabiele stroomvoorziening.
• Opslagruimte onvoldoende: Als de lokale energieopwekking en de opgeslagen energie niet aan de vraag kunnen voldoen, kan een op het elektriciteitsnet aangesloten microgrid extra elektriciteit van het nutsbedrijf afnemen. Een geïsoleerd microgrid kan gebruikmaken van noodstroomvoorziening of niet-kritieke belastingen verminderen.
• Kritieke belastingbeveiliging: Tijdens een stroomstoring kan de beschikbare energie met voorrang worden ingezet voor essentiële apparatuur en diensten. Hierdoor kan de beperkte opwekkings- en opslagcapaciteit de belangrijkste verbruikers ondersteunen.

Soorten en typische toepassingen van microgrids

De bedrijfsmodi en configuraties van een microgrid beschrijven verschillende aspecten van een systeem. Bedrijfsmodi definiëren hoe het microgrid interacteert met het elektriciteitsnet, terwijl de configuratie beschrijft hoe de opwekking, opslag en back-upbronnen voor een specifiek project zijn georganiseerd.

Microgrids kunnen worden geclassificeerd op basis van hun aansluiting op het elektriciteitsnet en de manier waarop lokale energiebronnen zijn geconfigureerd.

• Op het elektriciteitsnet aangesloten microgrids: Deze systemen werken parallel aan het elektriciteitsnet en worden vaak gebruikt voor commerciële en industriële complexen, campussen en andere locaties die meer controle over de lokale energiebronnen nodig hebben.
• Off-grid microgrids: Deze systemen werken onafhankelijk, zonder permanente aansluiting op het elektriciteitsnet. Ze zijn geschikt voor afgelegen gemeenschappen, eilanden, communicatiefaciliteiten en andere locaties waar het uitbreiden van het conventionele elektriciteitsnet moeilijk of onrendabel is.
• Hybride microgrids: Deze systemen combineren meerdere energiebronnen, zoals zonne-energie, windenergie, batterijopslag en noodstroomvoorziening. De specifieke combinatie hangt af van de lokale mogelijkheden, de energiebehoefte en de betrouwbaarheidseisen.

Typische toepassingen: Microgrids worden gebruikt in afgelegen gemeenschappen, communicatiebasisstations, commerciële en industriële complexen, mijnbouwlocaties, ziekenhuizen, noodvoorzieningen en andere locaties waar betrouwbare lokale stroomvoorziening belangrijk is.

Hoe kies je de juiste microgrid-configuratie?

De geschikte microgrid-configuratie wordt bepaald op basis van de werkelijke energiebehoefte van het project, de locatieomstandigheden en de beschikbare energiebronnen. De beoordeling vindt doorgaans plaats vanuit de volgende aspecten:

• Locatieomstandigheden: Bepaal geschikte lokale methoden voor energieopwekking en systeemconfiguraties op basis van lokale zonne- en windenergiebronnen, beschikbare ruimte, klimatologische omstandigheden en de status van de netaansluiting.
• Belastingsvereisten: Bereken de benodigde opwekkings- en energieopslagcapaciteit op basis van het totale stroomverbruik, de piekbelasting, de kritieke apparatuur, de bedrijfsuren en de back-upduur, en verdeel de kritieke en niet-kritieke belastingen op rationele wijze.
• Netwerkverbinding: Bepaal de bedrijfsmodus van het microgrid op basis van de vraag of het project een aansluiting op het openbare elektriciteitsnet vereist. Indien netaansluiting noodzakelijk is, dient ook rekening te worden gehouden met de nettoegangsvoorwaarden en de schakelvereisten tussen netaansluiting en zelfaansluiting.
• Noodstroomvoorziening: Bepaal of noodstroomvoorzieningen nodig zijn, afhankelijk van de eisen van het project met betrekking tot de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening. Selecteer batterij-energieopslag, dieselgeneratoren of andere noodstroomvoorzieningen, rekening houdend met de kritieke belastingen, de duur van de noodstroomvoorziening en de risico's op stroomuitval.
• Energiemix: Kies één enkele methode voor energieopwekking, of combineer meerdere energiebronnen zoals zonne-energie, windenergie en energieopslag, afhankelijk van de lokale energiebronnen en de vraag naar elektriciteit, om de flexibiliteit van het systeem en de stabiliteit van de energievoorziening te verbeteren.
• Uitbreidingsvereisten: Als het project rekening houdt met een toekomstige groei van het energieverbruik of een uitbreiding van de systeemcapaciteit, kies dan voor configuraties met een modulair ontwerp om de latere toevoeging van opwekkings- of energieopslagcapaciteit te vergemakkelijken.

Kies YG ENERGY voor op maat gemaakte microgrid-oplossingen.

YG ENERGIE Ontwerpt op maat gemaakte microgrid-oplossingen op basis van de energiebehoefte van uw locatie. We integreren zonne-energie, windenergie, batterij-energieopslag, energiemanagementsystemen en andere apparatuur afhankelijk van de locatie, de energiebehoefte en de projectdoelstellingen.

Als u projectvereisten heeft, Neem contact op met YG ENERGY om de geschikte systeemconfiguratie verder te bespreken.