Negli ultimi dieci anni, i pannelli solari sono diventati sempre più convenienti per le case e le piccole imprese. Sia per le singole residenze, le comunità o i parchi commerciali, l'infrastruttura che fornisce energia per le esigenze energetiche locali è nota come microgrid.
In questo articolo, esploreremo le microgrid in dettaglio, il loro funzionamento e le applicazioni. Saremo inoltre approfondito i loro benefici.
** Cos'è una microgrid? **
Una microgrid è un piccolo sistema di alimentazione localizzato che consente a edifici o comunità di mantenere la potenza durante le interruzioni. Queste griglie possono anche collegarsi alla rete principale e disegnare energia quando i pannelli solari non sono all'altezza o si verificano altri problemi.Ciò significa che possono operare come parte di un sistema più ampio pur fornendo l'indipendenza e la stabilità energetica.
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** Come funzionano i sistemi di microgrid? **
Ecco una spiegazione dettagliata di come funzionano le microgrid:
1. ** Produzione di energia: ** Le microgrid integrano varie risorse energetiche distribuite (DER) per la generazione di energia. Queste risorse includono pannelli solari, turbine eoliche, celle a combustibile, microturbine, generatori diesel e talvolta sistemi di calore e potenza combinati (CHP). Questi generatori producono elettricità per soddisfare la domanda del carico connesso.
2. ** Accumulo di energia: ** Molte microgrid includono sistemi di accumulo di energia (ESS) come le batterie. Queste batterie immagazzinano un'energia in eccesso generata durante i periodi di produzione di energia rinnovabile a bassa domanda o elevati. L'energia immagazzinata può quindi essere distribuita durante il picco della domanda o quando l'energia rinnovabile non è disponibile.
3. ** Sistemi di controllo e gestione: ** Le microgrid si basano su sistemi di controllo e gestione avanzati per monitorare e ottimizzare il funzionamento di vari componenti all'interno del sistema. Questi sistemi utilizzano dati in tempo reale sulla produzione di energia, il consumo e lo stoccaggio per gestire in modo efficiente il flusso di energia, garantendo la stabilità e l'affidabilità della microgrid.
4. ** Collegamento della griglia e isola: ** Le microgrid si collegano in genere alla griglia di utilità principale, consentendo l'ingresso di alimentazione o l'uscita secondo necessità. Tuttavia, possono anche operare in modo indipendente (isola) durante le emergenze o quando economicamente vantaggioso. L'isola garantisce un alimentatore continuo a carichi critici anche durante le interruzioni della griglia.
5. ** Gestione del carico: ** Le microgrid gestiscono la distribuzione dell'alimentazione su vari carichi collegati al sistema. Le tecniche di gestione del carico come la risposta alla domanda, lo spargimento di carico e la definizione delle priorità del carico aiutano a ottimizzare il consumo di energia e garantire che i carichi critici ricevano energia quando necessario.
6. ** Infrastruttura di comunicazione e controllo: ** Le microgrid si basano su robuste reti di comunicazione e infrastruttura di controllo per facilitare il monitoraggio e il controllo in tempo reale di DER, accumulo di energia e carichi. Questa infrastruttura consente agli operatori di gestire e ottimizzare le operazioni di microgrid in remoto.
7. ** Integrazione di energia rinnovabile: ** Le microgrids spesso danno la priorità all'integrazione di fonti di energia rinnovabile come solare e vento. Le tecniche di previsione avanzata e gli algoritmi predittivi aiutano gli operatori ad anticipare la generazione di energia rinnovabile e ottimizzarne l'integrazione con le operazioni di microgrid.
8. ** Resilienza e affidabilità: ** Uno dei vantaggi principali delle microgrid è la loro capacità di migliorare la resilienza e l'affidabilità. Integrando diverse fonti energetiche, accumulo di energia e sistemi di controllo intelligente, le microgrid possono mitigare l'impatto delle interruzioni della rete, ridurre i tempi di inattività e fornire energia ininterrotta a strutture e comunità critiche.
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** Tipi di sistemi di microgrid **
I sistemi di microgrid possono essere ampiamente classificati in base alla loro configurazione, proprietà e scopo.
** Microgrids legate alla griglia **
Le microgrid legate alla griglia funzionano insieme alla griglia principale. Possono trarre energia dalla griglia, alimentare la potenza in eccesso alla griglia o funzionare autonomamente durante le interruzioni della griglia.
Questi sistemi in genere combinano energia rinnovabile (ad es. Solar o vento) e soluzioni di accumulo di energia (ad es. Batterie). La capacità di vendere energia in eccesso alla rete può offrire benefici economici, rendendo questi sistemi comuni in contesti urbani, edifici commerciali e aree residenziali.
** Microgrid remote o off-grid **
Le microgrid off-grid sono progettate per funzionare indipendentemente dalla rete principale, ideali per aree remote in cui la connettività della griglia non è disponibile o inaffidabile. Questi sistemi si basano fortemente su energia rinnovabile, generatori diesel o una combinazione di entrambi per garantire un alimentatore stabile.
Le applicazioni comuni includono villaggi remoti, comunità insulari e basi militari. La principale sfida delle microgrid off-grid è garantire l'approvvigionamento di energia continua nonostante la variabilità delle energie rinnovabili, spesso richiedendo solide soluzioni di accumulo di energia.
** Microgrid ibride **
Le microgrid ibride combinano più opzioni energetiche e di stoccaggio per ottimizzare l'efficienza, l'affidabilità e i costi.Questi sistemi possono passare da diverse fonti di alimentazione in base alla disponibilità e alla domanda, integrando perfettamente l'energia rinnovabile, i combustibili fossili e le batterie.
Le microgrid ibride sono particolarmente utili nelle aree in cui l'approvvigionamento di energia rinnovabile è incoerente o in cui l'integrazione di più fonti di energia può migliorare la resilienza e la stabilità del sistema. Sono spesso utilizzati in applicazioni industriali, grandi campus e aree con esigenze di energia mista.
** Microgrids della comunità **
Le microgrid della comunità sono progettate per servire comunità specifiche, come quartieri, città o campus. Questi sistemi danno la priorità alla produzione e al consumo di energia locale, spesso combinando l'energia rinnovabile e l'accumulo di energia per migliorare la sostenibilità e la resilienza.
Le microgrid della comunità possono operare in modo indipendente o connettersi alla rete principale, fornendo alimentazione affidabile durante le interruzioni e contribuendo alla sicurezza energetica complessiva della comunità. Aiutano a promuovere l'indipendenza e la sostenibilità dell'energia locale.
---** Perché abbiamo bisogno di microgrid? **
Queste piccole griglie localizzate servono a vari scopi. Le case che generano potenza con pannelli solari fanno parte di una microgrid. Le comunità che utilizzano energia rinnovabile e batterie per connettersi alla rete per l'alimentazione fanno anche parte delle microgrid. Le aziende che alimentano gli uffici con pannelli solari ed elettrodomestici sono parte delle microgrid.
Anche fonti energetiche alternative su larga scala come parchi eolici e impianti solari su scala industriale svolgono un ruolo. Mentre aiutano a proteggere l'ambiente, le distanze di trasmissione di energia sono spesso molto più lunghe di quelle delle centrali a combustibile fossile, che possono essere costruite più vicine alla domanda. L'infrastruttura energetica degli Stati Uniti è vulnerabile e le distanze di trasmissione più lunghe possono essere impegnative. La creazione di microgrid aiuta a risolvere il problema della generazione di energia locale.
Durante interruzioni di corrente diffuse, le microgrid diventano ancora più cruciali. Case, aziende e persino università dotate di pannelli solari e apparecchi ad alta efficienza energetica possono mantenere servizi di base anche quando la rete principale fallisce.
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** Guida alla configurazione della microgrid **
**Pianificazione**
L'obiettivo principale della pianificazione della microgrid è determinare i requisiti, la configurazione e le caratteristiche del sistema di microgrid che soddisfano al meglio le esigenze energetiche fornendo al contempo i massimi benefici economici e ambientali.
** Installazione dell'attrezzatura **
L'installazione di sistemi energetici di microgrid può essere un progetto significativo, che richiede competenze. Durante l'installazione di apparecchiature, tieni presente i seguenti punti:
- Assicurati di avere tutti i permessi e le approvazioni necessarie prima di iniziare qualsiasi lavoro.
- Lavorare con elettricisti qualificati per installare apparecchiature di microgrid.
- Seguire tutte le istruzioni del produttore durante l'installazione delle apparecchiature.
** Funzionamento e manutenzione **
Come qualsiasi altro sistema energetico, le microgrid devono essere gestite e mantenute regolarmente per garantire prestazioni ottimali. Ciò include il monitoraggio e il controllo delle apparecchiature e il monitoraggio dell'uscita della microgrid.
Il funzionamento della microgrid può essere manuale o automatizzato. Mentre le microgridarie precoci sono state gestite manualmente, l'automazione sta diventando sempre più comune in contesti residenziali. L'automazione può aiutare a ottimizzare le operazioni di microgrid e ridurre la necessità di un intervento umano.
Le microgrids richiedono anche una manutenzione regolare. Ciò include attività come la pulizia e la riparazione delle apparecchiature e l'ispezione di componenti di microgrid per garantire un funzionamento regolare e fornire avvertimenti precoci di eventuali problemi. Il monitoraggio del software moderno può anche utilizzare analisi predittive e prescrittive per indicare opportunità di manutenzione precoce, risparmiare denaro e prevenire gravi problemi.
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Tempo post: lug-20-2024
