La demanda d'electricitat entra en un nou període de creixement.
Els grans centres de dades, els vehicles elèctrics, la càrrega d'alta-potència i l'electrificació industrial estan afegint noves càrregues substancials als sistemes d'alimentació. El repte no és només quanta electricitat es necessitarà, sinó tambéon i quan apareixerà aquesta demanda.
Un nou centre de dades, una línia de producció industrial o un centre de càrrega pot crear una gran càrrega en un sol lloc. Les subestacions locals, els transformadors i les xarxes de distribució poden no haver estat dissenyades per a aquest nivell de demanda.
L'expansió tradicional de la xarxa segueix sent essencial, però les noves línies de transmissió, subestacions i millores de connexió poden requerir una inversió important, planificació, permís i temps de construcció. L'energia distribuïda no pot substituir la xarxa, però pot ajudar les empreses i les xarxes locals a gestionar la demanda mentre la infraestructura més gran es posa al dia.
L'augment de la demanda d'energia local està superant l'expansió de la xarxa
Els grans centres de dades, els vehicles elèctrics i l'electrificació industrial estan creant una demanda d'energia local cada cop més concentrada. Les estacions de càrrega ràpida-, les ampliacions de fàbriques i els centres de dades poden portar ràpidament els transformadors i les connexions a la xarxa a prop dels seus límits. Tanmateix, les noves subestacions, línies de transmissió i millores de connexió sovint requereixen anys de planificació, aprovació i construcció. Per tant, el repte no només és generar més electricitat, sinó igualar la demanda, la capacitat de la xarxa i el temps. Els sistemes d'energia distribuïda poden ajudar a reduir aquesta bretxa.
Què inclou un sistema local d'energia distribuïda?
L'energia distribuïda funciona millor com un sistema integrat en lloc d'una col·lecció de dispositius independents.
Un sistema comercial o industrial típic pot incloure els components següents.
1. Solar al terrat
Els sistemes fotovoltaics de les cobertes generen electricitat prop del lloc on es consumeix.
Per a les fàbriques, els magatzems, els edificis comercials i les instal·lacions de dades amb un espai de sostre adequat, l'energia solar-in situ pot reduir les importacions d'electricitat durant el dia i reduir la quantitat d'energia que ha de passar per la xarxa local.
Tanmateix, la producció solar depèn del temps i de l'hora del dia. És possible que no coincideixi exactament amb el perfil de demanda del lloc, de manera que la solar sola no pot resoldre completament els problemes de-capacitat de connexió o de-càrrega màxima.
El seu valor augmenta quan es coordina amb l'emmagatzematge i les càrregues flexibles.
2. Emmagatzematge d'energia comercial i industrial
L'emmagatzematge de la bateria separa el temps de generació del temps de consum.
Es pot carregar quan la producció solar és alta o la demanda de la xarxa és relativament baixa, després es pot descarregar quan el lloc s'acosta al seu límit de potència o els preus de l'electricitat augmenten.
Per als usuaris comercials i industrials, l'emmagatzematge pot suportar:
Afaitat màxima
Desplaçament d'energia
Autoconsum solar
Potència de seguretat
Suport de càrrega-
Gestió d'energia-qualitat
Reducció de l'estrès de curta-durada als transformadors i alimentadors
Això connecta directament amb la discussió anterior a"Per què l'emmagatzematge d'energia s'està convertint en una infraestructura essencial, no en un equipament opcional".
L'emmagatzematge s'està convertint en una infraestructura perquè proporciona al sistema energètic local quelcom que la generació solar sola no pot proporcionar:control sobre quan s'utilitza l'electricitat.
3. Càrregues controlables
No totes les càrregues elèctriques han de funcionar a plena potència a un horari fix.
Alguns processos industrials, sistemes de climatització, calefacció d'aigua, equips de refrigeració, bombes i càrregues de càrrega es poden ajustar dins dels límits de funcionament acceptables.
Una càrrega controlable no necessàriament consumeix menys energia. En canvi, part del seu consum s'allunya dels períodes en què la xarxa o el lloc està sota pressió.
Alguns exemples inclouen:
Reducció temporal d'equips no-crítics
Esglaonant l'arrencada-de motors grans
Ajust de la demanda de refrigeració dins d'un rang de temperatura acceptable
Retard les sessions de càrrega seleccionades
Programar la producció-intensiva d'energia durant períodes de menor-demanda
Aquest tipus de flexibilitat de la demanda sovint és menys costós que la creació de suficient capacitat de generació i xarxa per a cada pic possible.
4. Instal·lacions de càrrega de vehicles elèctrics
La infraestructura de càrrega s'ha de tractar com a part del sistema energètic del lloc, no com una càrrega aïllada.
La càrrega incontrolada permet que cada vehicle obtingui la màxima potència sempre que estigui connectat. Això pot produir un pic molt per sobre de la demanda normal del lloc.
En canvi, la càrrega intel·ligent pot assignar l'energia segons:
Hora de sortida del vehicle
Estat de càrrega de la bateria
Prioritat del carregador
Energia solar disponible
Capacitat d'emmagatzematge de la bateria
Límits de connexió del lloc
Preus de l'electricitat
Per a un dipòsit de flotes o una estació de recàrrega-de camions pesats, aquesta coordinació pot reduir significativament la potència màxima extreta de la xarxa.
La càrrega bidireccional pot crear flexibilitat addicional en aplicacions adequades. El Departament d'Energia dels EUA assenyala que els vehicles elèctrics poden proporcionar energia als edificis o a la xarxa mitjançant sistemes de vehicles-a-edificis i vehicles--, complementant els recursos solars i altres recursos distribuïts.
5. Gestió energètica de l'EMS
El sistema de gestió energètica és el que converteix equips separats en un sistema energètic local coordinat.
Un EMS monitoritza la generació, el consum, els preus de l'electricitat, l'estat de la bateria, la demanda del carregador i els límits de la xarxa. Aleshores decideix quan ha d'operar cada actiu controlable.
Un EMS pràctic pot coordinar:
Generació solar al terrat
Càrrega i descàrrega de la bateria
Importacions i exportacions de xarxa
Càrregues de producció
Càrregues de l'edifici
Carregadors EV
Reserva d'energia-de reserva
Temps-d'ús-tarifes d'electricitat
Sense un control coordinat, l'energia solar, l'emmagatzematge i els carregadors poden funcionar entre si. Per exemple, la bateria es podria carregar des de la xarxa durant un període punta mentre els vehicles també es carreguen.
Un EMS eficaç evita aquests conflictes i gestiona el lloc segons prioritats clares.
6. Interacció de graella
Un sistema d'energia distribuïda normalment roman connectat a la xarxa elèctrica més àmplia.
L'objectiu és no funcionar de manera independent en tot moment. L'objectiu és interactuar amb la graella de manera més intel·ligent.
Segons la normativa local i les condicions tècniques, el sistema pot:
Limiteu les importacions màximes de xarxa
Eviteu les exportacions solars excessives
Respondre als senyals de demanda de serveis públics
Donar resposta a la demanda
Mantenir la capacitat de còpia de seguretat
Participa en programes de suport-grid
Operar temporalment com a microxarxa durant una interrupció
El Departament d'Energia dels Estats Units descriu les centrals elèctriques virtuals com a grups coordinats de recursos com ara l'energia solar al terrat, les bateries de darrere--el comptador, els vehicles elèctrics, els carregadors, els edificis intel·ligents i les càrregues comercials i industrials flexibles. Quan s'agreguen i es controlen, aquests recursos poden ajudar a equilibrar l'oferta i la demanda d'electricitat i oferir serveis similars als actius elèctrics convencionals.
Com l'energia distribuïda redueix la pressió
El benefici més important de l'energia distribuïda no és que creï electricitat nova il·limitada. És que permet utilitzar de manera més eficaç la generació existent i la capacitat de xarxa.
Un sistema coordinat pot reduir la pressió de diverses maneres:
- Genera localment:L'energia solar al terrat redueix part de la demanda de xarxa diürna del lloc.
- Moveu l'energia a través del temps:Els càrrecs d'emmagatzematge durant els períodes de menor-demanda i les descàrregues durant els pics.
- Control quan funcionen les càrregues:Els equips flexibles i la càrrega intel·ligent eviten una demanda simultània innecessària.
- Limitar els pics del lloc:El control de l'EMS manté la instal·lació dins d'un límit d'importació-acordat.
- Reduir l'estrès d'exportació:L'emmagatzematge i el control de càrrega absorbeixen més la-generació solar del lloc.
- Suport a la resiliència:Les bateries poden mantenir càrregues crítiques durant interrupcions curtes.
- Coordinar amb la graella:Els llocs poden respondre a senyals externs en lloc d'operar com a consumidors passius.
Aquestes mesures poden ajudar a ajornar algunes actualitzacions locals, millorar l'economia del projecte o permetre que noves càrregues es connectin dins dels límits existents.
Tanmateix, el resultat depèn en gran mesura del disseny del sistema. Una bateria de mida insuficient, un programa de càrrega mal planificat o una estratègia de control feble poden proporcionar pocs beneficis pràctics.
Un exemple senzill
Considereu un emplaçament industrial amb una connexió màxima a la xarxa de 2 MW.
La seva càrrega de producció normal és d'1,4 MW. Llavors, l'empresa instal·la diversos carregadors ràpids que podrien afegir 1 MW més si funcionen simultàniament.
Sense control, la demanda total podria arribar als 2,4 MW, superant el límit de connexió.
Un sistema energètic local podria respondre mitjançant:
Subministrament de part de la càrrega diürna des de l'energia solar del terrat
Ús d'emmagatzematge de la bateria durant el pic de càrrega
Reducció temporal de la potència del carregador
Càrrega de vehicles esglaonada
S'està canviant les càrregues no-crítiques seleccionades
Mantenir les importacions totals de la xarxa per sota dels 2 MW mitjançant el control EMS
El sistema no ha eliminat la necessitat d'electricitat. Ha impedit que tota la demanda arribés a la xarxa al mateix moment.
Conclusió
L'augment de la demanda d'electricitat no només augmenta la quantitat d'energia que necessita el món. També està creant una nova pressió en llocs específics i en regions específiques.
Els centres de dades requereixen fonts d'alimentació estables i grans. L'electrificació industrial afegeix noves càrregues de producció. Els vehicles elèctrics i els carregadors-de gran potència creen pics concentrats. Mentrestant, l'expansió de la xarxa tradicional pot trigar més del que molts projectes comercials volen o poden esperar.
Un sistema d'energia local construït al voltant de l'emmagatzematge solar, comercial i industrial al terrat, càrregues controlables, càrrega intel·ligent, control EMS i interacció amb la xarxa pot ajudar a tancar part d'aquesta bretxa.
La seva finalitat no és substituir la xarxa elèctrica. Es tracta de fer que el lloc sigui més flexible, previsible i més fàcil de servir per a la xarxa.
Tal com s'ha comentat a"Per què l'emmagatzematge d'energia s'està convertint en una infraestructura essencial, no en equipament opcional,"L'emmagatzematge és fonamental per a aquesta transició. Però l'emmagatzematge ofereix el seu màxim valor quan es combina amb la generació local, el control de càrrega intel·ligent i la interacció coordinada de la xarxa.
SINELINKsubministra cables fotovoltaics, connectors, sistemes d'emmagatzematge d'energia comercial i industrial i components relacionats per a projectes d'energia distribuïda. Donem suport als contractistes, distribuïdors i compradors de projectes d'EPC amb la selecció de productes, documentació tècnica, coordinació de certificació i configuració del sistema-basada en projectes.