Mikronett og dens rolle i sikring av fremtidens energiselvstyre

I energisektoren pågår det i dag en stor migrasjon. For å kunne svare på bekymringer rundt klimaendringer og for å redusere CO2-utslipp holder man nå på å fase ut energiproduksjon basert på fossile brennstoff. En stor del av elektrisiteten som forsynes via strømnettet vil nå komme fra fornybare energikilder (som vind, sol og termiske kilder).

Istedenfor store anlegg (som kullverk), holder man på å utvikle et desentralisert miljø, hvor energien kommer fra anlegg i ulik størrelse. Som et direkte resultat av dette må bedrifter, styringsorgan og andre organisasjoner få sjansen til å endre sine energistrategier – som gjør de får større energiselvstyre enn de noen gang har hatt tidligere. Vi beveger oss mot mikronettets tidsalder.

Figur 1: Siemens har utviklet et mikronett R&D-campus ved Princeton

Et energilandskap i endring

Strømregningene fortsetter å øke og det blir derfor viktig for bedrifter å takle disse. Men også når det gjelder samfunnsansvar og offentlig oppfatning av sitt varemerke er de ute etter måter å redusere karbonavtrykket sitt.

For å unngå og være for avhengig av strømnettet kan slike organisasjoner redusere sine driftsutgifter samtidig som de øker lønnsomheten ved å vise hvordan de er med på den grønne overgangen. Mange av disse er derfor ute etter å ta i bruk mikronettet istedet.

Ifølge analyseselskapet Allied Research, opplever mirkonettmarkedet tosifret vekst – men en årlig vekst på 15% mellom nå og 2030. Man antar at det vil være verdt 59,7 milliarder dollar (drøye 600 milliarder norske kroner) ved slutten av tiåret.

Hvorfor bør man skifte til mikronettet?

Mikronettet har utallige fordeler – og dette er hvorfor det nå er så attraktivt. For organisasjoner og samfunn er disse blant de viktigste:

Som fornybare energikilder tar over hovedandelen av markedet blir strømnettet mer utsatt for variabel forsyning. Man antar at strømbrudd vil bli mer vanlig som en følge av dette. Derfor vil mange organisasjoner utvikle sine egne strømforsyninger og denne forsyningen vil være mer robust og pålitelig.

Selv om det for det meste vil være tilknyttet hovednettet vil det kunne fungere uavhengig så snart nettet går over i ‘øy-modus’. Dette betyr at mikronettet kan fortsette å forsyne energi, selv om strømnettet opplever strømbrudd.

Denne type energiproduksjon vil befinne seg nærmere de tildelte belastningene, og energien slipper å overføres over store avstander. Dette betyr at strømlinjetap ikke er like betydelige og man oppnår bedre effektivitetsnivå.

I tillegg til strømbrudd er større distribusjonsnettverk også mer sannsynlig å bli utsatt for nettangrep. Så langt har ikke dette skjedd veldig ofte, men trusselen blir stadig mer tydelig. Til sammenligning vil ikke mikronettene være et sannsynlig offer for denne type aktivitet.

For å gjøre forsyningen mer motstandsdyktig og effektiv er det også mulig for organisasjoner å utnytte mikronettet og bli hovedprodusenter – istedenfor kunder. Ved å selge den ekstra energien som produseres tilbake til forsyningsselskapene har man mulighet til å skape en ekstra inntekt.

Som vi allerede har nevnt vil utgangsstrømmen fra fornybare kilder være uregelmessig. Dette betyr igjen at det er mulig for organiasjoner å bruke mikronettet for å støtte strømnettet. Energilagringsreservene som er tilgjengelig vil være uvurderlig når det kommer til å bistå strømnettet. Toppenergiperiodene fra fornybare energier vil ikke være på linje med forbrukernes toppstrømforbruk. Ved å kunne bruke energi som er lagret i batteribankene til mirkonettet vil strømnettets belastning avta.

Hvilke tekniske utfordringer står man overfor?

Det vil være svært viktig at mikronett-installasjoner kan konfigureres for økt ytelse, slik at man kan se alle fordelene en slik implementasjon medfører. De bør også være så kostandsdyktige som mulig, for å få mest ut av investeringene og redusere den finansielle risikoen. For å kunne gjøre dette er det viktig å ha tilgang til de nødvendige utviklingsverktyøene, samt utstyr for styring og overvåking.

Sofistikert og tilpasningsdyktig energihåndterings- og analyseprogramvare betyr at dataen man mottar kan undersøkes og derifra kan man ta beslutninger rundt forbedringer. På denne måten kan man sørge for at anleggets/samfunnets langsiktige energikrav møtes på en så effektiv måte som mulig.

Valg av løsninger som støtter mikronettet

Som en del av målet om å fremme automatiserte og digitale endringer er Elfa Distrelec en av Siemens største samarbeidspartnere i Europa. Gjennom et tett samarbeid er Elfa Distrelec godt posisjonert for å støtte kunder med å nå sine mikronettmål, ved å tilby avanserte overvåkings- og styringsløsninger.

Figur 2: 7KM PAC3120 energimålere fra Siemens.

Ved å bruke energimålere i 7KM PAC3120-serien kan data om strømforbuk registreres nøyaktig. Disse enhetene kan brukes til alle type formål, og frekvensene 50Hz og 60Hz støttes. De kan håndtere spenningsforsyninger på 24VAC, og med en kompakt formfaktor er de enkle å installere. De har 10Mpbs Ethernet I/U, og via disse kan de kobles med mer avanserte automasjon- og strømhåndteringsplattformer. 7KM PAC3120 har en søstermodell, PAC2200, som etterlever EU M-buss målekommunikasjonsstandard.

Figur 3: Kontrollenheter i SIMATIC S7-1500-serien fra Siemens.

Kontrollenheter i SIMATIC S7-1500-serien fra Siemens har en databehandlingstid på sub-1ns bit og er godt egnet for edge-basert behandling. Begge har en modulær konstruksjon som gjør at funksjonene kan justeres når dette trengs. IP20-beskyttelse betyr at de kan brukes i krevende bruksområder.

Figur 4: En nettskytilkoblet Logo 8.3! fra Siemens Logikkmodul

Logikkmoduler i Logo 8.3!-serien fra Siemens består av både modbuss TCP/IP og Ethernet I/U som maksimerer tilpasningsdyktigheten, og de har også intuitiv dra-og-slipp-programmering som akselererer systemets utviklingsskjema. Dette betyr at de har mange av funksjonene man trenger for implementering av mikronettet. Den største forskjellen er likevel nettskytilkoblingen. Den innebygde nettserveren brukes i nettskyen, slik at brukere kan visualiserere alle relevante områder som overvåkes. Nettserveren kan tilpasses slik at man kan ta hensyn til ulike krav. TLS-kryptering gjør at man også har sikkerhet på høyt nivå.

Mikronettet i praksis

For å vise de mange fordelene man får fra et mikronett har Siemens grunnlagt et mikronett-campus ved Princeton. Det unike foretaket er et godt eksempel på hva som er mulig. De nyeste innovasjonene vises fram, men de har også et område hvor man kan teste nye ideer som vil være en del av morgendagens mikronett.

Konklusjon

Det er tydelig at mikronett vil være en grunnleggende bidragsyter for en mer bærekraftig fremtid. Resultatene er en mer rimelig, miljøvennlig strømproduksjon og forsyning av elektrisitet på en mer lokalisert basis, som igjen sørger for bedre effektivitet og sikkerhet. Ved å ta i bruk et mikronett kan organisasjoner nå et høyere nivå av energiselvstyre. Dette gjør at de ikke er like sårbare for strømbrudd på strømnettet, de kan møte sine klimamål samtidig som driftskostnadene reduseres. Prosessen er likevel ikke enkel.

Takket være maskinvareverktøy og andre verktøy som Siemens tilbyr kan Elfa Distrelec støtte sine kunder som de begynner å ta i bruk mikronettet på sine anlegg. Eksperter vil kunne gi teknisk råd slik at kundene kan ta bedre beslutninger. Gjennom dette kan man konseptualisere oppsettet til et mikronett, bestemme den beste fornybare teknologien og lagringen for prosjektet, og beregne investeringsavkastningen. Med en konstant flyt av oppdatert data vil man ha mulighet til å undersøke energiflyten av alle tilhørende elementer innad i anlegget, og beholde optimal ytelse. Man vil kunne identifisere hvor ulike forbedringer har blitt gjort, i tillegg til å utføre beredsskapsplanlegging og forberede eventuelle oppgraderinger.

Total
0
Shares
Forrige innlegg

Moderne signalteknologi: Et intervju med Frank Bühler fra Werma

Neste innlegg

Industry 5.0: Det neste steg for industriell produksjon?

Relaterte innlegg