Cookie Settings
Cookie Settings
Always Active

Necessary cookies are required to enable the basic features of this site, such as providing secure log-in or adjusting your consent preferences. These cookies do not store any personally identifiable data.

Functional cookies help perform certain functionalities like sharing the content of the website on social media platforms, collecting feedback, and other third-party features.

Analytical cookies are used to understand how visitors interact with the website. These cookies help provide information on metrics such as the number of visitors, bounce rate, traffic source, etc.

No cookies to display.

Performance cookies are used to understand and analyze the key performance indexes of the website which helps in delivering a better user experience for the visitors.

Advertisement cookies are used to provide visitors with customized advertisements based on the pages you visited previously and to analyze the effectiveness of the ad campaigns.

Other cookies are those that are being identified and have not been classified into any category as yet.

No cookies to display.

Mikrohálózatok és szerepük a jövőbeli energetikai önállóság biztosításában

Avatar photo

Az energiaágazatban jelentős migráció zajlik. Az éghajlatváltozással kapcsolatos növekvő aggodalmak kezelése és a CO2-kibocsátás csökkentése érdekében folyamatban van a fosszilis tüzelőanyagokon alapuló villamosenergia-termelés fokozatos megszüntetése. Következésképpen a hálózaton keresztül szállított villamos energia egyre nagyobb hányada származik majd megújuló energiaforrásokból (például szél-, hő- vagy napenergiából).

Néhány nagyméretű villamosenergia-termelő létesítmény (például széntüzelésű erőművek) helyett egy új, decentralizált topológia kerül alkalmazásra, ahol a villamos energia különböző méretű, elosztott létesítmények sokaságából származik. Ennek közvetlen eredményeként a vállalkozások, önkormányzatok és számos más szervezet lehetőséget kapnak arra, hogy teljesen megváltoztassák energiastratégiájukat, és ezáltal minden eddiginél nagyobb energetikai önállóságra tegyenek szert. Beléptünk a mikrohálózatok korszakába.

1. ábra: A Siemens mikrohálózat-alapú K+F kampusza Princetonban

A változó energetikai tájkép

Mivel az energiaköltségek soha nem látott mértékben emelkednek, a vállalatoknak meg kell oldaniuk a közüzemi számlák okozta nehézségeket. Emellett a vállalati felelősségvállalás és a márkaimázs miatt keresik a szénlábnyomuk csökkentésének lehetőségeit.

Azáltal, hogy az ilyen szervezetek elkerülhetik a hálózattól való túlzott függőséget, csökkenthetik működési költségeiket és növelhetik jövedelmezőségüket, miközben elősegítik a környezetvédelemmel kapcsolatos referenciáikat is. Sokan közülük ezért inkább a mikrohálózati technológiát szeretnék alkalmazni.

According to analysts firm Allied Research, the global microgrid market is currently experiencing double-digit growth – with close to a 15% compound annual growth rate (CAGR) expected between now and 2030. As a result, it is forecast to be worth a staggering $59.7 billion annually by the end of this decade.

A mikrohálózati rendszerre való áttérés okai

A mikrohálózati technológia számos előnnyel járhat – és ez az, ami jelenleg nagyon vonzóvá teszi. A szervezetek és közösségek számára a következők a legfontosabbak:

Ahogy a megújuló energiaforrások kezdenek a villamosenergia-termelés nagy részéért felelősek lenni, a hálózat érzékenyebb lesz az ellátás ingadozásaira. Elismerik, hogy ennek következtében az áramkimaradások gyakoribbá válhatnak. Ezért a szervezetek/közösségek egyre nagyobb mértékben foglalkoznak a saját villamosenergia-termelő képességükkel. Ez azt jelenti, hogy az áramellátásuk sokkal robusztusabb és teljes mértékben megbízhatóbb lesz.

Bár a mikrohálózat az idő nagy részében a főhálózathoz kapcsolódik, „sziget üzemmódban” teljesen függetlenül működhet. Ez azt jelenti, hogy a mikrohálózat akkor is képes áramot szolgáltatni a hozzá rendelt fogyasztóknak, ha a fő hálózaton áramkimaradás következett be.

Mivel a mikrohálózati villamosenergia-termelés közelebb lesz a hozzá rendelt fogyasztókhoz, a villamos energiát nem kell nagy távolságokra szállítani. Ezért a hálózati veszteségek sokkal kisebbek, így nagyobb hatásfok érhető el.

Az áramkimaradások mellett az is előfordulhat, hogy a nagyméretű áramelosztó hálózatokat kibertámadás éri. Eddig viszonylag ritkán fordult elő ilyen eset, de az ezzel járó veszély egyre nyilvánvalóbbá válik. Ezzel szemben a kis helyi mikrohálózatok valószínűleg nem fognak érdekes célpontnak bizonyulni az ilyen tevékenységek számára.

Emellett az ellátás rugalmasságának és a nagyobb hatékonyságnak a fokozása érdekében a szervezetek számára lehetőség nyílik arra, hogy kihasználják mikrohálózataikat, és ahelyett, hogy csak fogyasztók maradnának, nettó villamosenergia-termelőkké váljanak. Azzal, hogy a helyszíni megújuló energiaforrásokból előállított többletáramot értékesíteni tudják a közműszolgáltatóknak, egy további bevételi forrást tudnak hozzáadni saját üzleti modelljükhöz.

Amint már említettük, a megújuló energiaforrásokból származó teljesítmény időszakos lesz. Ez ismét azt jelenti, hogy a szervezetek számára lehetőség nyílik arra, hogy mikrohálózati létesítményeik egyes aspektusait a fő hálózat támogatására használják. A rendelkezésükre álló energiatárolási tartalékok felbecsülhetetlen segítséget nyújtanak majd a főhálózatnak abban, hogy bizonyos időszakokban eleget tudjon tenni a vele szemben támasztott igényeknek. A megújuló energiaforrások villamosenergia-termelésének csúcsidőszaka nem fog igazodni a fogyasztók villamosenergia-fogyasztásának csúcsidőszakához. Azzal tehát, hogy a csatlakoztatott mikrohálózati helyszíneken lévő akkumulátorokban tárolt energiát használhatjuk, enyhíthetjük a fő hálózatra nehezedő akut terhelést.

A mérnöki kihívások

Rendkívül fontos lesz, hogy a mikrohálózati létesítmények úgy legyenek konfigurálhatók, hogy magas szintű teljesítményt nyújtsanak, hogy a megvalósításukból származó előnyök teljes mértékben érvényesüljenek. Emellett a lehető legköltséghatékonyabbnak kell lenniük, hogy a lehető legtöbbet hozzák ki az előzetes beruházásból, és minimalizálják a pénzügyi kockázatokat. Ennek érdekében a megfelelő fejlesztési eszközökhöz való hozzáférés, valamint a szükséges ellenőrző és felügyeleti berendezésekhez való hozzáférés minden bizonnyal kiemelt prioritást élvez.

Mindezek mellett a kifinomultabb és alkalmazkodóképesebb energiagazdálkodási és elemző szoftverek megjelenése azt jelenti, hogy a megszerzett adatokat meg lehet vizsgálni, és a rendszerben javításokat lehet végrehajtani. Ezáltal a mikrohálózat megépítését követően biztosítani lehet, hogy a létesítmény/közösség hosszú távú villamosenergia-szükségletét a lehető leghatékonyabb módon elégítsék ki.

Megoldások kiválasztása a mikrohálózati telepítések támogatására

A Distrelec a további automatizálás és a digitális átalakulás előmozdítására irányuló folyamatos célja részeként a Siemens egyik legnagyobb európai ellátási lánc partnere. A Siemens-szel kialakított szoros partnerség révén a Distrelec jó helyzetben van ahhoz, hogy támogassa ügyfeleit mikrohálózati céljaik elérésében – fejlett felügyeleti és vezérlési megoldásokkal segítve őket.

2. ábra: Siemens 7KM PAC3120 energiamérők

A 7KM PAC3120 energiamérőkkel a villamosenergia-fogyasztási adatok pontosan rögzíthetők. Ezek az egységek minden földrajzi területen alkalmazhatók, mivel mind az 50 Hz-es, mind a 60 Hz-es hálózati frekvenciát támogatják. Képesek 24 VAC tápfeszültséget kezelni, és kompakt formájuknak köszönhetően egyszerűen telepíthetők. 10 Mbit/s sebességű Ethernet be- és kimenetekkel rendelkeznek, amelyeken keresztül kapcsolódhatnak magasabb szintű automatizálási és energiagazdálkodási platformokhoz. A 7KM PAC3120 testvérmodellje, a PAC2200 megfelel az Európai Unió M-Bus mérési kommunikációs szabványának.

3. ábra: A Siemens SIMATIC S7-1500 vezérlőegységei

A Siemens SIMATIC S7-1500 vezérlők 1 ns alatti bitszámítási időt biztosítanak, és kiválóan alkalmasak a mikrohálózati rendszerek által igényelt peremalapú feldolgozásra. Moduláris felépítésűek, ami lehetővé teszi, hogy a funkciók szükség esetén bővíthetők legyenek. Az IP20 védelem azt jelenti, hogy a nagyobb kihívást jelentő alkalmazási környezetben is bevethetők.

4. ábra: Felhővel összekapcsolt Siemens Logo 8.3! Logikai modul

A Siemens LOGO az alkalmazkodóképesség maximalizálása érdekében Modbus TCP/IP és Ethernet be- és kimeneteket is tartalmaz, valamint a rendszerfejlesztési ütemtervek felgyorsítása érdekében intuitív „áthúzásos” programozással rendelkezik. A 8.3 logikai modulok számos olyan alapvető tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek megkönnyítik a mikrohálózatok megvalósítását. Az igazi megkülönböztető elem azonban az általa kínált felhőcsatlakozás. Az integrált webszerver közvetlenül a felhőben is elhelyezhető, így a felhasználók az összes releváns, megfigyelt paramétert megjeleníthetik, és a későbbiekben betekintést nyerhetnek. A webkiszolgáló testreszabhatósága lehetővé teszi a speciális követelmények széles körének kielégítését. A TLS-titkosítás nagyfokú biztonságot nyújt.

Mikrohálózatok működés közben

A Siemens a mikrohálózatok bevezetésének számos előnyét szemléltetendő mikrohálózati kampuszt alapított Princetonban. Ez az egyedülálló vállalkozás jó példája annak, hogy mi érhető el az ilyen rendszerekkel. Nemcsak a legújabb mikrohálózati innovációkat mutatja be, hanem egyben az új ötletek kipróbálására szolgáló kísérleti terepként is szolgál, amelyeket aztán a következő generációs mikrohálózati létesítményekben alkalmaznak majd világszerte.

Következtetés

Nyilvánvaló, hogy a mikrohálózatok használata fontos szerepet fog játszani a fenntarthatóbb jövő kialakításában, mivel lehetővé teszik az alacsony költségű, környezetbarát, helyi szinten történő villamosenergia-termelést és -ellátást, ami nagyobb hatékonyságot és biztonságot eredményez. A mikrohálózati megközelítés elfogadásával a szervezetek nagyobb energetikai önállóságot nyerhetnek. Ezáltal kevésbé lesznek kiszolgáltatva a főhálózati áramkimaradásoknak, emellett pedig lehetővé teszi számukra, hogy teljesítsék zöld céljaikat, és csökkentsék általános működési költségeiket. Ez azonban nem egyszerű folyamat.

A Siemens által kínált hardvereknek és kísérő eszközöknek köszönhetően a Distrelec képes támogatni ügyfeleit a mikrohálózati infrastruktúra telepítésének megkezdésében. Az ügyfelek szakértői műszaki tanácsadást kaphatnak a döntéshozatalhoz. Ezen keresztül képesek lesznek egy megfelelő mikrohálózat elrendezésének koncepcióját megtervezni, meghatározni a projekthez legmegfelelőbb megújuló és tárolási technológiát, és megbecsülni a megtérülési időt. Az ügyfelek folyamatosan frissített adatfolyamokat kapnak, így képesek lesznek megvizsgálni a létesítményeik összes alkotóelemének energiaáramlását, és így folyamatosan optimális teljesítményt tudnak nyújtani. Lehetőségük lesz arra, hogy meghatározzák, hol lehetne javítani, valamint hogy vészhelyzeti tervezést végezzenek és felkészüljenek a korszerűsítésekre.

Total
0
Shares
Előző bejegyzés

A modern jeltechnológia felfedezése: Interjú Frank Bühlerrel a Werma cégtől

Következő bejegyzés

A Distrelec kérdez, az Alpha Wire válaszol

Kapcsolódó bejegyzések