Microrețea - o soluție conceptuală

Cuprins - Producerea de energie descentralizata poate rezolva o serie de probleme insa creaza altele noi.Cea mai buna cale de a realiza potentialul generarii distributive este privirea generarii si sarcinii aferente generare distributiva, ca un subsistem sau ca o “microretea”. Pe parcursul unei preturbari in sistemul de distributie, generarea si sarcina aferenta se poare izola de sistem ,evitandu-se astfel afectarea microretelei, fara insa a influenta reteaua de transport. Aceasta capabilitate a microretelei de a functiona insular, fata de intreg sistemul energetic, duce la cresterea fiabilitatii retelei locale. Acest tip de subsistem trebuie sa fie capabil sa foloseasca pierderile da caldura prin amplasarea surselor cat mai aproape de consumator.

Index: microretea, generare distribuita,CHP, insulizare internationala, cadare de tensiune, cadere de putere vs frecventa, invertoarele.

I. Introducere

Motivatiile economice, tehnologice si de mediu schimba fata sistemului de transport si ditributie a energiei.Facilitatile generarii centralizate sunt preluate de cele descentraliate datorita pierderilor mari economice.

Pana in prezent in SUA , generarea distributiva nu a atins un nivel ridicat. Insa aceasta situatie se schimba rapid, necesitand o atentie deosebita in ceea ce priveste gradul de pentrare a microretelelor in sistemul de distributie national.

Sistemul insular de distributie cuprinde o varietate de noi tehnologii inovatoare, precum: motoare cu ardere interna, turbine de gaz, microturbine, celule fotovoltaice si turbine eoliene. Majoritatea acestor tehnologii , folosesc generatoare cu magnet permanent, ce necesita un invertor pentru a comunica cu sitemul electric de distributie. Unele dintre avantajele acestor inovatii sunt: nivel de emisii si costuri reduse comparativ cu sistemul centralizat. Aceasta aplicatie include suportul pentru statii, upgrad-urile ulterioare si generare punctuala.

Pe langa avantajele mentionate mai sus, microreteaua prezinta si dezavantaje..Cea mai buna cale de a realiza potentialul generarii distributive este privirea generarii si sarcinii aferente generare distributive, a un subsistem sau ca o “microretea”. Aceasta solutie permite controlul la nivel local, ce duce la minimizarea sau chiar elimiarea controlului dispecerului central. Pe parcursul unei preturbari in sistemul de distributie, generarea si sarcina aferenta se poare izola de sistem(mentinandu-se astfel un nivel ridicat al alimentarii ), fara insa a influenta reteaua de tranport. Cu cat dimensiunile echipamentelor generatoare sunt mai reduse, cu atat acestea pot fi amplasate optim in raport cu cererea de caldura, reducandu-se astfel pierderile. Acest tip de aplicatie poate creste eficienta sistemului cu mai mult de 100%

Practic aceste microretele aduna la un loc consumatorii si sursele de generare permitant insularizarea zonei respective.Aceasta solutie se bazeaza pe un intreg sistem de comunicare si date necesare luarii deciziilor.

II. Aplicarea tehnologiilor de generare

Acest subsistem favorizeaza tehnologiil e bazate pe gaz dotorita emisiilor reduse te poluanti in aer. Ca rezerve si ca solutii pe termen scurt motaorele diesel inca joaca un rol important, insa utilizarea echipamentelor cu gaz au un raport pret poluare mediu in general mai bun.

Noile pistoane ale motoarelor sau imbunatatit pentru a creste randamentul arderii combustibiliror su pentru a reduce emissile rezultate in urma arderii. Valoarea emissilor unui motor cu gaz s-a imbunatatit in mod semnificativ datorita perfectionarii design-ului si a procesului de ardere. Motoarele cele mai performante emitin aer 50 ppm NOx, ceea ce este o valoare mult imbunatatita , insa majoritatea aplicatiilor necesitaa si catalizatori. Eficienta este de 39% pana la 50%.Din nefericire nu se pot obtine simultan un randament ridicat si emisii reduse. Microturbinele reprezinta o tehnologie de actualitate. Au o constructie simpla, un singur dispozitiv de actionare cu pneumatic, fara lubrifianti.Ele sunt realizate prin combinarea fiabilitatii rezervei de putere a avioanelor comerciale cu pretul scazut a bateriei de acumulatori a masinii. Generatorul este de obicei un motor cu magnetpermanent ce functioneaza la viteze variabile( 50, 000- 100,000 rpm). Aceasta proprietate necesita o serie de echipamente electronice ce comunica cu sistemul electric.

Exemplu: sistemele Capstone de 30 kw si 60 kw, echopamentele firmelor Bowman si Turbec di Europa. Sistemele complexe de combustie si raportul de ardere combustibil/ aer duc la mai putin de 10 ppm emisii de NOx si la un nivel redus de CO. Microturbinele functioneaza cu diferite tipuri de combustibil , inclusiv gaz natural si benzina , cu un randament de 28% -30%doar vapori de apa.

Celulele de combustibil , ce produc electricitate utilizand H2 sau O2, emit in atmosfera doar vapori de apa. Emisile de NOx si CO2 sunt asociate cu reformarea gazului natural de la alti combustibili pentru a produce furnizarea hidrogenului de la celulele de combustibil. Acestea sunt mult mai eficiente decat microturbinele, au un nivel redus de emisii in aer insa sunt mai pretul actual este mai ridicat. Celulele ce utilizeaza acid fosforic sunt comerciale la 200 kW si celulele carbonate folosind oxigen solid si topit la temperaturi ridicate au demonstrat si au promis particularitati pentru aplicatiile distributiei. Companiile de automobile se axeaza pe realizare de a cumulatori ce utilizeaza cellule de combustibil cu hidrogen prin transfer de protoni la temperatura joasa printr-o membrana. Acest lucru va afecta puterea stationara daca se obtine pretul de 100$/KW.