عندما يتعلق الأمر بالشبكات الصغيرة الهجينة ، يكتب فابيان باريتسكي ، كبير مديري تطوير الأعمال والمبيعات لأنظمة الطاقة الهجين ، ودمج مختلف مصادر الطاقة والمتطلبات المعقدة للاستقرار طويل الأجل لإمدادات الطاقة تتطلب الخبرة ونظامًا فعالًا لإدارة الطاقة.

عندما نفكر في microgrid ، فإننا نفكر عادةً في تركيب يعتمد على مصادر قليلة للطاقة ويزود عددًا قليلًا من المستهلكين بالكهرباء. نفكر تلقائيًا في المناطق المعزولة - في الواقع ، يتم عادةً ربط شبكات microgrids بأنظمة مستقلة تمامًا عن الشبكة.

على النقيض من ذلك ، يمكن توصيل شبكات micro الهجينة بشبكات طاقة عامة أو إقليمية أو حتى وطنية صغيرة. في الوقت نفسه ، يحتاجون إلى أن يكونوا قادرين على العمل في الاكتفاء الذاتي الكامل من أجل تزويد المستهلكين بالكهرباء حسب الحاجة. يتراوح ناتج الطاقة من هذه microgrids الهجين من بضعة كيلووات إلى عدة ميجاوات.

الغرض المعتاد من microgrids التقليدية هو توفير الطاقة للمناطق والمنشآت offgrid. ومع ذلك ، فإن الهدف الرئيسي من شبكات الهجين الدقيقة هو تقليل تكاليف توفير الطاقة والتحرك أكثر في اتجاه الاستقلال التام عن الوقود الأحفوري عن طريق زيادة نسبة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة. في بعض التطبيقات المعينة ، هناك اتصال بالشبكة ، لكن الشبكة غير مستقرة بما فيه الكفاية. ثم يهدف microgrid الهجين إلى تأمين إمدادات الطاقة ، حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

متطلبات معقدة

وظائفها وطرق عملها المختلفة تعني أن محطات توليد الطاقة الهجينة - وخاصة أنظمة إدارة الطاقة - تواجه متطلبات معقدة. يجب أن يكونوا قادرين على دمج مصادر الطاقة المحلية مثل الطاقة الشمسية أو الطاقة المائية الصغيرة ، بما يضمن أن تكون نسبة مصادر الطاقة المتجددة كبيرة قدر الإمكان ، لا سيما فيما يتعلق بتخفيض انبعاثات الكربون. يجب أيضًا مراقبة مولدات الطاقة المختلفة والتحكم فيها وفقًا للوقت الحقيقي. هذه هي وظيفة نظام إدارة الطاقة (EMS). يتصرف نظام الإدارة البيئية بطريقة تشبه طريقة موصل الأوركسترا ، ويقوم بمراقبة وتحسين جميع المعلمات المهمة ، مثل التردد والجهد ، وكذلك القدرة النشطة والفعالة والواضحة.

كما ثبت من 70 مشروعًا تقريبًا تم تنفيذها في جميع أنحاء العالم ، يرتفع استهلاك الكهرباء بمجرد توفر مصدر طاقة ثابت ، ويمكن أن تتراوح هذه الزيادة في الاستهلاك في أي مكان من 7 إلى 24٪. يجب أن تكون الشبكة الهجينة الصغيرة قادرة على مواكبة الطلب المتزايد على الطاقة والتكيف معه.

نظرًا لأن محطات الطاقة مصممة للعمل لمدة 20 عامًا على الأقل ، يجب مراعاة التطورات في التكنولوجيا والمكونات. يجب أن تكون شبكات micro الهجينة جاهزة لدمج التطورات الجديدة والتقنيات المعدلة - بغض النظر عن الجهة المصنعة ، نظرًا لتغير السوق. يمكن للشركات الحالية أن تختفي من السوق أو يمكن للموردين الجدد الدخول إليها وإدخال تقنيات جديدة مبتكرة. لذلك ، يجب أن تكون EMS قادرة على مراقبة والتحكم في التكنولوجيا من أي أصل.

نظرًا لتركيب محطات الطاقة هذه عادة في المناطق النائية ، يعد الحل السحابي التكميلي المستند إلى الويب ، مثل الحل الذي توفره qos energy ، عمليًا لنظام إدارة الطاقة. يهدف البرنامج إلى تحليل جميع البيانات الواردة من مكونات مثل العاكس الكهروضوئي ومولد الطاقة ونظام التخزين. إذا كان المشغل مسؤولاً عن محطات توليد الطاقة المتعددة ، فيجب أن يساعدهم نظام الإدارة البيئية في مقارنة البيانات الواردة من مختلف المصادر ، من أجل تحديد إمكانات التحسين.

يجب أن يتم تصميم محطة توليد الكهرباء المختلطة بعناية بالكامل قبل التثبيت. إن أخذ برنامج النمذجة واستخدامه أيضًا للمحاكاة وكإدارة بيئية في ظل ظروف التشغيل العادية يجعل المشروع بأكمله أكثر فاعلية من حيث الوقت ، ويقلل التكاليف ويتجنب الصعوبات التقنية مثل انقطاع التيار الكهربائي.

حديقة كروجر الوطنية

يعرض نزل سهل الفهد في حديقة كروجر الوطنية بجنوب إفريقيا فوائد نظام الإدارة البيئية الأمثل لمحطات توليد الطاقة الهجينة - في هذه الحالة ، منصة الطاقة العالمية dhybrid. تم ربط المنتجع الفاخر بالتغذية المساعدة أحادية الطور لشركة الطاقة المحلية (بحد أقصى 64 كيلو فولت أمبير). بالإضافة إلى ذلك ، كان الطلب على الكهرباء في المنطقة أعلى من العرض ، مما أدى إلى انقطاع التيار المستمر.

أثناء تحديث مجمع المباني ، تم تركيب محطة توليد كهرباء هجينة مكتفية ذاتيًا ، حيث تعمل الكهروضوئية على أسطح المنازل والممرات وأجهزة التعقب معًا لتوفير قدرة توليد تبلغ 300 كيلووات.

يتم توصيل المنشآت بنظام تخزين ليثيوم أيون مُصمم خصيصًا بسعة تخزين تبلغ 1،027 كيلووات في الساعة. يحل مولد الديزل بقدرة خرج تبلغ 150 كيلو فولت أمبير محل المولد القديم ، ولكن الغرض منه هو فقط احتياطي لشحن نظام تخزين الطاقة في فترات الإضاءة المنخفضة لأشعة الشمس.

تم استخدام upp مسبقًا في مرحلة التخطيط لمحاكاة microgrid ويستخدم حاليًا في المراقبة والتحكم الآلي الكامل لجميع المكونات. إنه يضمن إمداد الطاقة دون انقطاع ويستقر في جهد الشبكة والتردد. وبالتالي ، يمكن تغطية الطلب على الكهرباء بالكامل بواسطة الطاقة المتجددة.

رفعت هذه التقنية قدرة الطاقة القصوى المتوفرة في النزل إلى أربعة أضعاف إلى 250 كيلو واط. علاوة على ذلك ، فإن محطة توليد الكهرباء قادرة على توفير الكهرباء بشكل موثوق لمستهلكي الطاقة الكبار من ثلاث مراحل مثل أنظمة التبريد والمحركات دون انقطاع. حتى محطات الشحن في سيارات السفاري الكهربائية في النزل يتم تزويدها بالطاقة الشمسية إلى حد كبير.