Yıllar boyunca, merkezi elektrik şebekesi - büyük, uzak elektrik santralleri tarafından üretilen ve evlere ve iş yerlerine çok sayıda iletim hattını dağıtan tek yönlü bir elektrik akımı - kıtalar arasında milyarlarca kişiye elektrik iletmeyi başardı. Ancak son yıllarda sistemin eksiklikleri giderek daha belirgin hale geldi.
Tüm dünyada, düzenleyiciler, politika yapıcılar ve işletmeler daha istikrarlı ve güvenli, daha temiz ve daha ucuz olacak ve değişken yenilenebilir enerji kaynaklarının daha büyük paylarını alabilecek yeni ve daha iyi bir elektrik dağıtım sistemi oluşturmak için işbirliği yapıyorlar. Yenilenebilir enerji mikrogridinin gelişi için hazırlanın.
Faydaları Olan Eğilimler
Geleneksel modelden yola çıkarak bir mikro ızgara, diğer üreticilerden bağımsız olarak tüketim noktasında veya yakınında güç üretme yeteneği ile tanımlanır. ABD Enerji Bakanlığı olarak koyar“Bir mikro ızgara, kontrol kabiliyetine sahip yerel bir enerji şebekesidir, yani geleneksel şebekeden bağlantısını kesebilir ve özerk bir şekilde çalışabilir.” Çoğu zaman, bir mikro ızgara kendi sınırları içinde elektrik sunacak - askeri bir üs, yani ya da üniversite kampüsü - daha büyük elektrik şebekesiyle bağlantı kurulurken. Ancak orman yangını, deprem veya kasırga gibi bir acil durumda, bir mikro ızgara geleneksel ızgaradan güvenle izole edilebilir ve güç vermeye devam edebilir.
Mikro ızgaraların öncüleri, büyük ölçüde, dizel jeneratörler tarafından sağlanan yedeklemeli tek bir bina veya kampüse hizmet veren merkezi bir elektrik santralinden oluşan daha basit sistemlerdir. Ancak bu sistemlerin dezavantajları var. Tek bir jeneratöre güvenerek daha az güvendedirler ve genellikle elektrik üretmek için fosil yakıtları yaktıkları için, fiyatlarda dalgalanan ve iklim değişikliğine katkıda bulunan sonlu yakıtlara bağımlılığı sürdürürler.
Enerji tasarrufu ve yenilenebilir enerji altyapısının maliyeti düşerken, geleneksel şebeke kırılganlığı ile ilgili endişeler arttıkça, Microgrid satıcı gelirinin 2020 tarafından neredeyse üç katına çıkması bekleniyor.
Günümüzde geliştirilmekte olan mikro ızgaralar iki eğilimden yararlanıyor: Enerji depolama maliyetlerindeki düşüş ve yenilenebilir enerjinin, özellikle rüzgar ve güneş enerjisi gibi artan ekonomikliği. Lityum-İyon batarya fiyatları 40'ten bu yana yüzde 2010 düştü. Güneş panelleri 80 yüzde beş yıldan daha ucuz. Rüzgar türbini fiyatları var 35 yükseklerinden 2008 yüzde düştü. Uygun fiyatlı enerji depolamasıyla, fazla güneş veya rüzgar elektriği daha sonra kullanılmak üzere depolanabilir ve böylece mikro ızgaraların ihtiyaç duyduğu gücü göndermesini ve 24 saat çalışmasını sağlar. Birlikte alındığında, fiyat indirimleri değişken temiz enerji ve depolamayı ana elektrik şebekesini destekleyebilen veya bağımsız olarak çalıştırabilen yenilenebilir enerji mikro ızgaralarına bir araya getirmeyi mümkün kılar.
Çekici Özellikler
Gelişmiş enerji yönetim sistemleri, günümüzde proje geliştiricilerin, dağınık enerji kaynaklarının - çatı güneş fotovoltaik panelleri, yakıt hücreleri, rüzgar türbinleri, biyokütle yakıtlı kombine ısı ve enerji santralleri - çeşitli halleriyle beraber getirebilecekleri mikro ızgaralar tasarlamalarını sağlıyor sanat eseri Sonuç, enerji arzındaki değişimleri dengeleyebilen ve düzelten küçük ölçekli elektrik üreten bir güç santralidir; konvansiyonel şebekeye gerilim desteği ve frekans düzenleme gibi hizmetler sağlamak; ve acil durumlarda kar etmek veya artırmak için daha büyük şebekeye elektrik ihraç etmek. En önemlisi, operatörün - bir üniversite kampüsü, askeri tesis, hastane veya başka bir tesis - ana şebekenin çökmesi durumunda çalışmaya devam etmesini sağlayabilir.
Microgrid projeleri Honeywell, müşterileri için tasarladığı, arz ve talebin merkezileşmiş yönetimine büyük önem veriyor: “Bu daha ileri görüşlü mikrogrid yaklaşımlarının bazılarında, bir tür kritik görev için şebekenin kullanılabilirliği esneklik oldu” Büyük çekiliş, binaların daha verimli çalışmasını sağlayan sistemleri kuran ve tasarlayan Honeywell Building Solutions başkanı Paul Orzeske.
Orzeske, Honeywell'in müşterileri için tasarladığı mikrogrid projelerinin merkezi arz ve talep yönetimine büyük önem verdiğini söyledi. Bu enerji yönetim sistemleri, “arzın düşmesi durumunda talebi ayarlama konusunda çok dinamik bir yeteneğiniz olduğunu; arz şebekeden uzaklaşmak istediğiniz ekonomik bir noktaya geldiyse; eğer bir fırtına geliyorsa; eğer rüzgar kaynaklarını en üst seviyeye çıkarma fırsatı bulduysanız ve bu rüzgar kaynakları bir ya da iki saat sonra gittiğinde [yeniden ayarlayın]. ”
Microgrids'in Anlam Verdiği Yer
Mikro şebekeler, yüksek enerji fiyatları olan bölgelerde, uzak yerlerde (elektrik için pahalı ithal edilmiş dizel yakıtı yakan adalar gibi) veya elektrik tesisatı gibi güç kaybetme riskini göze almayan tesislerde zaten anlamlıdır.
Örneğin, Hawaii'deki Kauai adasında geliştirilmekte olan bir projeyi ele alalım. ABD Donanması Pasifik Füze Menzil Tesisi Kauai'nin elektrik dağıtım sisteminin bir şubesinin sonunda bulunur. Güç kaynağını temizlemek ve enerji faturalarını azaltmak için istekli - Hawaii'deki elektriğin ortalama perakende fiyatı ulusal ortalamanın üç katı - Donanma, birden fazla çatı güneş paneli kurdu. Ancak Donanma daha sonra bir hangarın üstüne büyük bir güneş hattını bağlamak için izin istediğinde, yerel yardımcı Kauai Island Utility Cooperative, paneller tarafından üretilen elektriğin ekipmanını zorlayabileceği ve yol açabileceği gerekçesiyle direndi Geri besleme - normalden zıt yönde akan güç - taban ile KIUC ızgarası arasındaki ara bağlantı noktasında.
Deniz Kuvvetleri uzmanı döndü. Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı Bir çözüm için, Honeywell'e, bulutların yol açtığı güneş enerjisi çıkışındaki dalgalanmaları ve gecekonduları yumuşatmak için kullanılan enerji yönetim sistemini tasarlama görevi verildi. Sistem, güneş enerjisi kaynağındaki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt vermek için hızlı kontrolleri küçük bir pille birleştirir. Honeywell'e göre, enerji yönetim sistemini siber güvenlikli bir mikro şebekeye genişletmek ve yükseltmek ve bu çözümü diğer yenilenebilir enerjinin daha fazla nüfuz etmesini sağlamak için diğer ABD askeri tesislerinde kullanmak için tartışmalar sürüyor.
Konvansiyonel şebekeye güvenilir erişimi olmayan uzak bölgelerde, yenilenebilir enerji ve depolamanın yerini alarak pahalı ve kirli dizel yakıt tüketimini azaltabilen mikro ızgaralar da bariz seçimdir.
Navigant’ın kıdemli bir araştırma analisti olan Anissa Dehamna, “Depolama için iş vakası, dizel yakıt kullanımını azaltma veya optimize etme üzerine kuruluysa, bir depolama varlığı için olumlu bir yatırım getirisi (YG) elde etmek fazla bir şey gerektirmez” dedi. Research'ün Smart Energy uygulaması, son zamanlarda Navigant'ın blogunda yazdı. “Uzak mikro şebekeler söz konusu olduğunda” diye ekledi, “depolama sistemi tipik olarak birkaç fayda sağlar: dizel azaltma, daha yüksek yenilenebilir enerji girişi ve daha yüksek güç kalitesi. Ticari durum yalnızca dizel azaltmaya dayansa bile, yatırım getirisi tüm gelişmiş akü kimyaları için 4 yıldan daha az bir süre içinde hala pozitif. ”
İronik bir dokunuşta, microgrid teknolojisi tedarikçisi için pazarlama ve satış başkan yardımcısı Bill Siddall TM3 Sistemleri, şirketinin denizaşırı petrol ve gaz sondaj platformları da dahil olmak üzere enerji sektörü için yenilenebilir enerji ile çalışabilen mikro ızgaralar geliştirmeye yaklaştığını söylüyor.
“Petrol ve gaz, neden umursayarlar? Yakıtı yakıyorlar, neden maliyeti ne kadar umursayacaklar? '' Ancak, ana elektrik şebekelerine bağlı olmayan açık deniz platformları tipik olarak Verimsiz gaz türbinlerinde büyük miktarlarda doğal gaz yakma. Bir mikro ızgara ile birlikte, güneş panelleri ve rüzgar türbinleri üretim karışımına eklenebilir ve gaz türbinleri tam kapasite çalışarak verimliliği arttırır. Enerji depolaması, gaz türbinleri tarafından üretilen fazla elektriği yakalar, ihtiyaç duyulmadıklarında kapatılmalarını sağlar ve üretim kaynaklarının karışımından elde edilen verimi dengeler.
Tahmin: Güneşli
Yeni bir Sierra Kulübü rapor “şebeke dışı, temiz enerji hizmetleri pazarının sözde dahil” olduğunu tahmin ediyorsıska ızgaraları“Gelişmekte olan ülkelerde güneş ve enerji tasarruflu LED aydınlatmayı bir araya getiren 12, yıllık olarak 2030 milyar dolar değerinde olacak. Navigant Araştırma tahminleri Uzaktaki mikro ızgaralar, 8.4’in 2020 milyar dolarlık bir endüstrisini temsil edecek ve gelişmekte olan dünyada meydana gelen en fazla dağıtım sayısı ve Kuzey Amerika’da ve Avrupa'da artan faaliyetlerle birlikte olacaktır.
Danimarka'nın Bornholm adasında, Baltık Denizi'nde izole edilmiş, yerel kamu hizmeti kuruluşu Østkraft A / S bir vitrin microgrid gösteri projesi oluşturmak içeren Düşük karbonlu çözeltilerin karışımıüç düzine rüzgar türbini, biyokütle yakıtlı bölgesel ısıtma tesisleri ve bir biyogaz enerji santrali dahil. Yenilenebilir enerji mikrogridlerinin evrensel elektriğe erişimi olan bölgelerde, özellikle güneş ve enerji depolamasının çıkarıldığı California gibi pazarlarda genişlemesi beklenmektedir.
Geçen sonbaharda, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuarının Grid Entegrasyon Grubundan emekli olan bir mikro ızgara uzmanı olan Chris Marnay, “Şu anda eylemin çoğunu gördüğümüz yerde anormal derecede yüksek kalitede güç isteyen tesisler” - askeri üsler, araştırma tesisler ve veri merkezleri. Ancak pazar daha fazla sektöre açılmaya başladı. GTM Research diyor ABD mikrogrid kapasitesi, bugünkü 1.8 GW civarında, bir sonraki mikrogrid benimsemesini teşvik eden şehirler, topluluklar ve kamu kurumları ile birlikte, 2017'in sonunda 1 GW'yi aşacak. Ve GTM Research’ün Mike Munsell’ine göre, güneş enerjisini entegre eden mikrogridlerin payı “önümüzdeki üç yıl içinde önemli ölçüde artacak”.
“Bu gelişme, yardımcı programın veya düzenleyicinin teşvik edip etmeme konusunda olup olmadığını” belirtiyor. rapor Nisan ayında California Kamu Hizmetleri Komisyonu tarafından yayınlandı.
Şubat ayında 2014, ABD Enerji Bakanlığı açıkladı 7 megawatt kadar büyük bir kapasiteye sahip topluluk ölçekli mikrogridlerin tasarımını geliştirmek için fon sağlayarak 10 milyon dolar.
Rapor, düzenleyicilere, müşteriye veya elektrik sayacının sayaç tarafında üretilen elektriği dağıtabilmesinden sorumlu olan bir “dağıtım sistemi operatörü olarak görmesini” tavsiye eder. Mikro ızgaraların şebekeyle güvenilir ve güvenli bir şekilde bağlantı kurmasını ve etkileşime girmesini sağlamak için uygun standartlar ve gereksinimler geliştirilmesini önerir. Ayrıca, düzenleyicileri sık sık kesintiler veya ızgara sıkışıklığı yaşayanlar ve yenilenebilir enerjinin yüksek nüfuz eden alanları gibi mikrogridler için en uygun yerleri belirlemek için devletin şebekesini araştırmaya teşvik eder.
Politikayı doğru yapmak çok önemlidir, ancak aynı zamanda finansal teşvikler de önemlidir. Şubat ayında 2014, ABD Enerji Bakanlığı açıkladı 7 megawatt büyüklüğüne sahip topluluk ölçekli mikrogridlerin tasarımını geliştirmek için fon sağlayarak 10 milyon dolar Eşleştirme hibelerinde 6.5 milyon dolar teklif yenilenebilir enerji ve depolamayı şebekeye entegre etmenin zorluklarını ele alan teknolojilere.
Kaliforniya'da, Vali Jerry Brown son zamanlarda yeniden yetkilendirme faturası imzaladı the Kendi Kendini Yaratma Teşvik Programı. Önümüzdeki beş yıl boyunca program 415 milyon dolara teşvik sağlayacak rüzgâr türbinleri, atıktan güç teknolojilerine, yakıt hücrelerine ve gelişmiş enerji depolama sistemleri de dahil olmak üzere elektrik şebekesinin müşteri tarafına monte edilen mikro ızgara bileşenlerine. Fonun California düzenleyicilerinin eyalete ulaşması için yardım etmesi bekleniyor dönüm noktası enerji depolama göreviBu, 1.3 tarafından şebekelerine 2020 gigawatt enerji depolaması eklemek için yatırımcıların sahip olduğu hizmetleri gerektirir. Greentech Medyası'in Eric Wesoff'u raporları 2013’te, enerji depolaması için diğer tüm teknolojilerden daha fazla SGIP başvurusu yapıldı.Geleceğin yenilenebilir enerji mikrogridleri için sahip oldukları şey birçok değişkene bağlıdır: düzenlemeler, teşvikler, görevdeki tesislerin gelecekteki rolü ve daha fazlası. Ancak mevcut politika, teknoloji ve fiyat eğilimleri herhangi bir gösterge ise, geleneksel elektrik şebekesine güvenli, temiz ve giderek daha uygun fiyatlı bir tamamlayıcı (veya alternatif) sağlayabilen mikro ızgaraların yaygın olarak benimsenmesini kolaylaştırmak için koşullar açıkça uygulanır.
Yazar hakkında
Justin Gerdes, enerji ve iklim değişikliği konusunda uzmanlaşmış San Francisco Körfez Bölgesi merkezli bağımsız bir gazetecidir. Eseri ortaya çıktı Guardian, Yale Environment 360, Forbes.com, MotherJones.com, Smithsonian.com, Chinadialogue, the Hristiyan Bilim Monitörü ve GreenBiz.com, diğerleri arasında.