آشنایی با شبکه‌های میکروگرید

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: پیوستن تولیدات کوچک و مدولار و ذخیره‌ی انرژی در سیستم‌های ولتاژ پایین یا متوسط نوع جدیدی از سیستم قدرت را به نام سیستم میکروگرید شکل می‌دهد.
سیستم‌های میکروگرید در سایز‌ها و شکل‌های مختلفی هستند و می‌توانند به شبکه‌ی قدرت اصلی متصل شوند و یا به طور مستقل، مشابه سیستم‌های قدرتی که در جزیره‌های طبیعی وجود دارد مورد بهره برداری قرار بگیرند. به عبارت دیگر سیستم میکروگرید یک
تجمع از بار‌ها و منابع میکرو فرض می‌شود که به صورت یک سیستم تنها برای ایجاد توان و گرما فعالیت می‌کنند.

تولید کنندگان در سیستم میکروگرید می‌توانند میکرو توربین‌ها، پیل‌های سوختی، فتوولتایی، موتورهای رفت و برگشتی و یا هر کدام از منابع توان متناوب به همراه وسایل ذخیره ساز همچون فلای ویل ها، خازن‌های انرژی و باتری‌ها باشند. یعنی شامل منابع تجدیدپذیر همچون تولید کنندگان فتوولتایی یا بادی همراه با تولید کنندگان با سوخت فسیلی هستند که نیازهای حرارتی محلی را بر طرف می‌کنند و تولید الکتریسته می‌نمایند.

البته در بعضی مواقع می‌توان نیازهای سرمایشی مشتریان را نیز برطرف کرد. یعنی گرمای تولید کنندگان می‌تواند برای گرمایش آب، گرمایش فضا، خنک سازی، یا فرایند‌ها و پردازشهای صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد. چنین کاربردیهایی یا به صورت سیستم‌های ترکیبی توان و حرارت یا به صورت سیستم ترکیبی توان و سرمایش هستند.

در حال حاضر سیستم‌های میکروگرید بر روی تکنولوژی‌های متعارف و متداول منبع انرژی پراکنده مخصوصا موتورهای احتراق داخلی گاز طبیعی و میکرو توربین‌ها تکیه کرده اند ودر آینده تکنولوژی‌های پیشرفته نظیر پیل‌های سوختی، یا سیستم‌های ذخیره همچون باتری‌ها یا فلای ویل‌ها با بازدهی بالا استفاده خواهند شد. یک میکروگرید می‌تواند یک مرکز خرید، پارک صنعتی یا محوطه‌ی یک دانشگاه را در بر بگیرد.

به شبکه‌ی توزیع (PCC) سیستم میکروگریداز طریق یک نقطه‌ی کوپلینگ مشترک متصل می‌شود و به عنوان یک واحد تنها، در شبکه‌ی قدرت ظاهر می‌شود که از (LGG) و تولید کنندگان کنترل شده در محل (LCL) بارهای کنترل شده در محل ساخته شده است؛ بنابراین سیستم میکروگرید مسئول دادن سرویس و ارائه خدمات به نیاز‌ها و تقاضای مصرف کنندگان خود است که می‌تواند شامل بارهای حساس و بارهای غیر حساس باشد. توان مبادله شده، سطح مشترک با بهره بردار و شرکت برق محلی خواهد بود؛ بنابراین میکروگرید شبیه به یک بار یا تولید کننده‌ی خوش رفتار است.

میکروگرید مدل تحویل انرژی است که پتاسیل‌های نفوذ انرژی‌های تجدید پذیر و منابع انرژی گسترده را زیاد می‌کند در واقع میکروگرید مجموعه‌ای از منابع انرژی توزیع شده است که با هم عمل می‌کنند تا توان تحویلی مطمئن، ارزان، کارآمد و مطابق با محیط زیستی داشته باشیم.
در بررسی یک میکروگرید می‌توان جنبه‌های تکنیکی و اقتصادی آن را در نظر گرفت؛ و مزایای حاصل از آن را بررسی کرد. اگر چه اهداف استفاده از میکروگریدها را به دلیل تاثیرات مثبت آن بر روی محیط زیست و مزایای اقتصادی آن بیان کرده اند. اما در واقع اقتصاد اولین هدف در توسعه‌ی میکروگریدها بوده است.

 

در چند دهه اخیر حضور منابع تولید پراکنده در شبکه‌های توزیع با روند رو به رشدی مواجده بوده است. مخصوصاً با افزایش منابع جدید انرژی که دارای توان کوچک و ولتاژ پایین می‌باشند این مسئله به شدت افزایش یافته است. در این راستا استفاده از مولدهای چرخان مانند ژنراتور سنکرون به خاطر قابلیت بکارگیری آن‌ها در نیروگاه‌های کوچک حرارتی و آبی و حتی در مزرعه‌های بادی و همچنین به خاطر امکان کنترل مستقل توان اکتیو و راکتیو تزریقی آن‌ها افزایش چشمگیری داشته است.

تولیدات میکرو دارای انواع مختلفی می‌باشند که بسته به نوع آن ظرفیت نامی و نیز قیمت آن متفاوت است. توربین‌های گازی کوچک با ظرفیت حدود ۵۰۰ کیلووات تا ۲۰ مگاوات و بازده ۲۵ تا ۴۰ درصد و پیل‌های سوختی با ظرفیت حدود ۵۰ کیلووات تا ۳ مگاوات و بازده حدود ۴۵،  ۵۵ درصد به تدریج در شبکه‌های توزیع و مصارف صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرند.

سایر تولیدات پراکنده مثل میکروتوربین ها، توربین بادی، توربین آبی، فتوولتائیک، انرژی گرمایی خورشیدی، چرخ لنگر بیومداس، باطری ذخیره‌ای خازنی، زمین گرمایی و... در حال گسترش هستند.