Šiuolaikiniame pasaulyje elektra tapo svarbiausiu mūsų kasdieninio gyvenimo poreikiu. Tačiau pirminis elektros tinklas ne visada yra patikimas. Jis gali sugesti per audras, elektros energijos tiekimą ar technines problemas. Tokiomis akimirkomis mikrotinklas yra puikus sprendimas. Bet ar kada nors susimąstėte: kas yra mikrotinklas ir kaip jis veikia? Svarbu suprasti, kaip veikia mikrotinklas.
Tai padeda mums suprasti, kodėl tai tampa tokiu galingu patikimos ir švarios energijos sprendimu. Mikrotinklas iš esmės yra mažesnė tradicinio elektros tinklo versija. Tai suteikia daugiau lankstumo ir nepriklausomybės. Jei esate naujokas mikrotinklo sistemoje, jums nereikia jaudintis! Šiame vadove bus atidžiau pažvelgta į mikrotinkles, jų komponentus ir jų veikimą. Taigi, pradėkime!
Kas yra mikrotinklas?
Pirmiausia supraskime mikrotinklo apibrėžimą paprastais žodžiais!
Mikrotinklas yra maža energijos sistema. Ši sistema gamina ir tiekia elektros energiją vietinei vietovei. Jis gali dirbti su pirminiu elektros tinklu arba veikti atskirai, kai reikia. Mikrotinkluose naudojami įvairūs šaltiniai, tokie kaip saulės baterijos ir generatoriai, taip pat baterijos saugojimui.
Norėdami tai geriau suprasti, pirmiausia pagalvokime apie pirminį elektros tinklą, kurį naudojate kiekvieną dieną. Jis apima didžiulius plotus, tiekdamas energiją iš tolimų elektrinių. Tiesa? Tačiau mikrotinklas sutelkia dėmesį į mažesnį plotą ir gamina elektros energiją arčiau jį naudojančių žmonių. Tai daro jį patikimesnį, ypač kritiniais atvejais, kai sugenda pagrindinis tinklas.
Viena iš pagrindinių mikrotinklo savybių yra jo lankstumas. Jis gali prisijungti prie pirminio tinklo ir prireikus naudoti savo paramą. Tačiau jis taip pat gali persijungti į „salos režimą“ ir veikti savarankiškai. Pavyzdžiui, jei audra nutraukia centrinį tinklą, mikrotinklas gali išlaikyti šviesas ir prietaisus įjungtus.
Mikrotinklai taip pat neapsiriboja vienu energijos šaltiniu. Jie gali naudoti saulės baterijas, vėjo turbinas, dyzelinius generatorius ar net mažas hidrosistemas. Tačiau šiandien daugelyje pasaulio šalių saulės mikrotinklai tampa populiariausiu pasirinkimu. Kodėl? Priežastis ta, kad jie tiekia švarią, atsinaujinančią ir ekonomišką{3}}galią.
Pagrindiniai mikrotinklo komponentai
Mikrotinklo sistema susideda iš kelių pagrindinių dalių, kurios kartu sukuria. Taigi panagrinėkime pagrindines saulės mikrotinklo dalis.
Energijos gamybos šaltiniai:Štai iš kur ateina elektra. Daugelyje šiuolaikinių mikrotinklų saulės baterijos yra pagrindinis šaltinis. Tačiau gali būti naudojami ir kiti šaltiniai, pavyzdžiui, vėjo turbinos, dyzeliniai generatoriai ar nedidelės hidrosistemos. Gamybos šaltinio vaidmuo yra sukurti pakankamai elektros energijos, kad būtų patenkinti mikrotinklo aptarnaujamos srities poreikiai.
Energijos kaupimo sistema:Kaip žinote, saulė šviečia ne visą laiką. Taigi mikrotinklams reikia būdo sutaupyti papildomos elektros energijos vėlesniam naudojimui. Čia atsiranda baterijos. Didelės gamybos metu baterijos kaupia energiją. Tačiau jie jį išleidžia, kai paklausa yra didelė arba kai generuojama mažai. Be anenergijos kaupimo sprendimas, mikrotinklas nebūtų patikimas.
Paskirstymo tinklas:Pagaminta ir sukaupta elektros energija turi pasiekti vartotojus. Tai atliekama per paskirstymo sistemą. Tai apima laidus, transformatorius ir jungiklius, kuriais elektros energija iš šaltinio tiekiama vartotojams. Mikrotinkle paskirstymo sistema yra mažesnė ir labiau lokalizuota. Tai leidžia greičiau ir lengviau valdyti.
Valdymo sistema:Mikrotinklui reikia naujoviškos sistemos, leidžiančios valdyti elektros srautą. Valdymo sistema yra kaip smegenys. Jis nusprendžia, kada naudoti saulės energiją, kada semtis iš baterijų ir kada pereiti prie atsarginių šaltinių. Tai taip pat padeda mikrotinklui žinoti, ar likti prijungtam prie pagrindinio tinklo, ar veikti savarankiškai.
Kroviniai:Galiausiai pagaminta elektra turi tarnauti tam tikram tikslui. „Kroviniai“ yra įrenginiai ir vietos, naudojantys elektrą. Saulės mikrotinklelyje apkrovos gali apimti namų ūkius, mokyklas, ligonines, parduotuves ar pramonės šakas.
Kaip veikia mikrotinklas?: nuoseklus-po-žingsnis!
Kaip minėjau aukščiau, saulės mikrotinklas yra vietinis ir lankstus. Ši sistema veikia gamindama elektrą šalia žmonių, kuriems jos reikia. Dėl šios pareigos mikrotinklas veikia šiek tiek kitaip nei tradiciniai dideli tinkleliai. Taigi, išsiaiškinkime ir išsiaiškinkime, kaip iš tikrųjų veikia saulės mikrotinklas.
1 žingsnis: elektros gamyba
Pats pirmasis mikrotinklo žingsnis yra elektros gamyba. Be generavimo sistema negali veikti. Taigi, kaip jie gamina elektrą? Tiesą sakant, saulės mikrotinkle saulės šviesa patenka į saulės skydelį ir jame yra mažų energijos dalelių, vadinamų fotonais. Šie fotonai pateko į saulės baterijos paviršių. Šis paviršius pagamintas iš specialios medžiagos, vadinamos puslaidininkiais (silicio).
Saulės skydo viduje šie fotonai sužadina silicyje esančius elektronus ir pradeda judėti. Kai šie elektronai pradeda judėti, jie sukuria elektros srovę. Iš pradžių gaminama nuolatinė srovė (DC). Tačiau dauguma mūsų namų ir prietaisų veikia kintamąja srove (AC). Taigi, saulės mikrotinklas naudoja įrenginį, vadinamą mikrotinklo keitikliu, kad pakeistų nuolatinę srovę į kintamą.
2 veiksmas: maitinimo tiekimas vietiniams vartotojams
Kai elektros energija bus pagaminta mikrotinklelyje, kita didelė užduotis yra saugiai tiekti ją vartotojams. Šis procesas vadinamas energijos paskirstymu. Tai atliekama per mažas vietines paskirstymo linijas mikrotinklo viduje. Šios linijos jungiasi prie namų, biurų, ligoninių ir kitų vietų, priklausomai nuo to, kur įrengtas mikrotinklas. Mikro tinklelio energija neturi keliauti toli.
Todėl energijos nuostoliai yra mažesni, todėl sistema tampa patikimesnė ir{0}}ekonomiškesnė. Kitas svarbus privalumas yra tai, kad mikrotinklas gali subalansuoti energijos tiekimą ir paklausą. KAIP? Dienos metu saulės baterijos gali pagaminti papildomos elektros energijos. Šią galią gali iš karto panaudoti vietiniai namai arba saugoti baterijose, skirtose naudoti naktį.
3 veiksmas: papildomos energijos kaupimas
Kai mikrotinklas generuoja daugiau elektros, nei tuo metu sunaudoja žmonės, papildoma galia nenueina perniek. Vietoj to, jis saugomas vėlesniam naudojimui. Tai labai svarbu, nes energijos poreikis kinta visą dieną. Pavyzdžiui, dienos metu saulės baterijos gali pagaminti daug elektros energijos. Tačiau naktį nėra saulės šviesos.
Taigi be akumuliatoriaus saugojimo būtų prarasta papildoma dienos energija. Labiausiai paplitęs būdas kaupti elektros energiją mikrotinkle yra baterijos. Jie surenka papildomą energiją ir saugo ją tol, kol jos prireiks. Vėliau, padidėjus poreikiui, sukaupta elektros energija gali būti grąžinta atgal į sistemą. Dėl to visas saulės mikrotinklas tampa patikimesnis ir stabilesnis.
4 veiksmas: sukauptos energijos naudojimas, kai reikia
Kai papildoma energija saugiai sukaupiama baterijose, ji tampa atsarginiu energijos šaltiniu, kurį galima naudoti bet kada. Taigi, sugedus pagrindiniam tinklui, sukaupta energija gali būti išleista, kad būtų patenkintas poreikis. KAIP? Iš esmės elektra kaupiama baterijose cheminės energijos pavidalu. Kai reikia sukauptos energijos, akumuliatoriuje vyksta atvirkštinė cheminė reakcija.
Elektronai paleidžiami ir teka atgal per išorinę grandinę. Šį elektronų srautą vadiname elektros srove. Paprastais žodžiais tariant, baterija cheminę energiją paverčia atgal į elektros energiją, kad galėtų maitinti įrenginius. Tačiau, kaip sakiau aukščiau, ši srovė paprastai yra nuolatinė srovė (DC). Taigi, ahibridinis keitiklispaverčia elektros energiją į tinkamą formą (AC).
5 veiksmas: išmanusis valdymas ir perjungimas
Paskutinis mikrotinklo veikimo etapas yra mikrotinklo sistemos valdymas. Tai atliekama naudojant mikrotinklo valdiklį. Valdiklis nuolat stebi elektros gamybą, saugojimą ir naudojimą. Pavyzdžiui, saulės baterijos gamina daug energijos per dieną.
Valdiklis gali nukreipti dalį jo įkrauti baterijas. Vėliau, naktį, jis automatiškai persijungia į sukauptos baterijos energijos naudojimą. Šis procesas vyksta sklandžiai ir be jokių rankinių pastangų. Kitas svarbus valdiklio darbas – perjungimas iš pagrindinio tinklo į mikrotinklą.
Kai pagrindinis tinklas veikia normaliai, mikrotinklas dažnai lieka prijungtas ir dalijasi elektra. Bet jei dingsta elektros energijos tiekimas, valdiklis greitai atsijungia (tai vadinama "sala"). Tai užtikrina, kad mikrotinklas veiktų savarankiškai. Atkūrus pagrindinį tinklą, valdymo sistema vėl saugiai prisijungia.
Mikrogridų privalumai
Mikrotinklai teikia daug naudos bendruomenėms ir net šalims. Jomis siekiama ne tik gaminti elektros energiją, bet ir užtikrinti, kad energija būtų patikimesnė ir prieinamesnė. Aptarkime kai kuriuos bendrus saulės mikrotinklo pranašumus.
1- Patikimas maitinimo šaltinis
Vienas reikšmingiausių mikrotinklų privalumų yra tai, kad jie tiekia elektrą net tada, kai sugenda pirminis elektros tinklas. Pavyzdžiui, elektros energijos tiekimo nutraukimo, audrų ar stichinės nelaimės metu pirminis tinklas dažnai išsijungia. Tokiais atvejais mikrotinklas atsijungia nuo pirminio tinklo ir toliau dirba savarankiškai. Dėl to jie ypač naudingi ligoninėse, mokyklose ir skubios pagalbos centruose.
2 – švari ir ekologiška energija
Mikrotinklai dažnai naudoja atsinaujinančius šaltinius, pavyzdžiui, saulės baterijas ar vėjo turbinas. Šie šaltiniai neteršia aplinkos taip, kaip iškastinis kuras. Labiau pasikliaujant švaria energija, mikrotinklai padeda sumažinti anglies dvideginio išmetimą. Dėl to oras tampa švaresnis kvėpuoti, o tai naudinga ir planetai, ir visuomenės sveikatai.
3- Energetinė nepriklausomybė
Naudojant mikrotinklą, bendruomenės neprivalo priklausyti tik nuo centrinio elektros tinklo. Jie gali gaminti ir valdyti savo elektros energiją vietoje. Tai suteikia jiems daugiau nepriklausomybės ir kontrolės savo energetinėje ateityje. Atokiems kaimams, saloms ar karinėms bazėms ši nepriklausomybė gali pakeisti žaidimą.
4 – lankstumas ir mastelio keitimas
Lankstumas reiškia, kad mikrotinklą galima suprojektuoti įvairiais būdais. Pavyzdžiui, viename saulės{1}}elektroniniame tinkle gali būti naudojamos tik saulės baterijos ir baterijos. Tačiau kitas gali sujungti saulės, vėjo ir dyzelinius generatorius. Jis gali būti pritaikytas įvairiems poreikiams. Paprastais žodžiais tariant, mikrotinklas lankstosi, kad atitiktų įvairias situacijas.
Mastelio keitimas reiškia, kad mikrotinklas laikui bėgant gali didėti arba mažėti. Tarkime, mažas kaimas prasideda tik nuo kelių saulės baterijų ir baterijų. Didėjant gyventojų skaičiui arba didėjant elektros energijos poreikiams, mikrotinklas gali būti išplėstas. KAIP? Galite pridėti daugiau saulės baterijų, daugiau baterijų ar net naujų šaltinių, pavyzdžiui, vėjo turbinų.
5 – Sutaupykite išlaidų
Kaip žinote, mikrotinklai naudoja atsinaujinančią energiją ir kaupia papildomą elektros energiją akumuliatoriuose. Tai sumažina priklausomybę nuo brangaus iškastinio kuro, o tai taupo išlaidas. Be to, kaip minėjau aukščiau, jie naudojami vietoje su mažomis paskirstymo linijomis. Tai sumažina energijos nuostolius, kurie paprastai atsiranda dėl ilgos kelionės. Dėl to mikrotinklas elektrą gamina efektyviau ir mažina išlaidas.
Išvada
Mikrotinklas yra daugiau nei tik maža elektros sistema. Tai protingas būdas gaminti, laikyti ir naudoti elektros energiją arčiau ten, kur žmonėms jos reikia. Skirtingai nuo didelio centrinio tinklo, jis suteikia vietos bendruomenėms galimybę valdyti savo energiją. Šiame straipsnyje aptariau viską apie mikrotinklus – nuo jų veikimo iki privilegijų.
Pavyzdžiui, mikrotinklai veikia žingsnis po žingsnio. Šie atsinaujinančios energijos mikrotinklai gamina elektros energiją naudodami saulės baterijas arba vėjo turbinas. Ši mikrotinklo sistema kaupia papildomą energiją baterijose. Jie paskirsto energiją netoliese esantiems namams ir įmonėms. Be to, jo nauda yra akivaizdi. Pasauliui einant link ekologiškesnių sprendimų, jie siūlo ir stabilumą, ir tvarumą.