Hidrogenske mikrogridi za otpornost izvan mreže: Osnove arhitekture sistema

Hidrogenske mikrogridi za otpornost izvan mreže: Osnove arhitekture sistema

Kada udaljena lokacija ne može da se osloni na stabilnu vezu sa komunalnim servisom, integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju može transformirati varijabilnu električnu energiju iz obnovljivih izvora u uslugu upravljanja energijom. Ključ nije samo dodavanje elektrolizatora ili gorivne ćelije. Otpornost dolazi od dodjele jasnih uloga proizvodnji, skladištenju kratkog trajanja, skladištenju vodika, pretvaranju energije i nadzornoj kontroli.

Za B2B timove projekta, prvo pitanje nije Koja komponenta odgovara aplikaciji? Šta mora sistem da radi, koliko dugo i pod kojim obnovljivim uslovima? Ta granica definiše arhitekturu. Tačnije, da li je dizajn pogodan zavisi od ponašanja opterećenja, operativnih prioriteta i interfejsa između podsustava.

Zašto je otpornost izvan mreže potrebna više od obnovljive energije

Sunce i vetar mogu smanjiti zavisnost od goriva, ali njihova snaga možda ne odgovara opterećenju. Odoljan integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju upravlja tim neslaganjem kroz vreme. Tokom viška obnovljivih izvora, elektrolizator može koristiti struju da podijeli vodu na vodonik i kisik. Sačuvani vodonik postaje nosilac energije koji se kasnije može pretvoriti u struju kroz blok gorivih ćelija.

Zbog ovoga električna energija na vodonik obično se smatra uz baterije, a ne kao direktna zamjena za njih. Baterije su pogodne za brzo uravnoteženje, podršku za pokretanje i kratke fluktuacije. Sklonjenje vodonika može se proceniti za duže praznine u snabdevanju obnovljivim izvorima, gdje zadržavanje upotrebljive energije tokom dužeg operativnog prozora je važnije od samog trenutnog odgovora. Pravo podelivanje mora se proveriti na osnovu profila kritičnog opterećenja lokacije, a ne na osnovu jedne jedinice.

Pet gradivnih blokova sistema vodikove mikrogridi

1. da se Oživljavanje iz obnovljivih izvora i sloj prikupljanja električne energije

U skladu sa člankom 3. stavkom 1. Njegova svrha je da prvo isporuči strujnu opterećenje i stvori višak energije kada to uslovi dozvole. Sloj za prikupljanje uključuje električne puteve, zaštitu i interfejse za konverziju koji donose generaciju u mikropregrid bus. U ovoj fazi, timovi bi trebali potvrditi očekivanu sezonsku proizvodnju, rizik od smanjenja i da li će arhitektura koristiti AC, DC ili hibridni autobus.

2. - Šta? Sklonjenje na baterije za brzo uravnoteženje

Sistem baterija obično apsorbuje brze promjene između generacije i opterećenja. Može pomoći stabilizaciji napona ili frekvencije kroz sistem pretvaranja snage, pomost prelaza između radnih modova i smanjenje nepotrebnog ciklisanja hidrogena. U integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju , uloga baterije treba da bude definisana brzinom odziva i potrebama ciklusa, a ne očekivanjem da će pokriti svaki produženi prekid.

3. - Šta? Interfejs elektrolizatora i proizvodnje vodonika

Elektrolizator je kontrolisano opterećenje koje pretvara odabrani višak električne energije u vodonik. Njegov operativni period mora biti usklađen sa dostupnošću obnovljivih izvora, snabdevanjem vodom, kvalitetom energije i strategijom skladištenja. Praktičan dizajn ne tretira elektrolizu kao izolovanu mašinu: on postavlja pravila kada proizvodnja počinje, kada se smanjuje i koje rezerve moraju ostati za kritična opterećenja. Ovo je posebno važno za električna energija na vodonik , gde izvoz viška električne energije možda nije opcija.

4. - Šta? skladištenje i kondicioniranje vodonika

Skladištenje pruža vremenski pomak između proizvodnje i isporuke energije. Dizajn može uključivati kompresiju, upravljanje pritiskom, sigurnosne instrumente i pristup skladištenju izabran za uslove na lokaciji projekta. Arhitektura bi takođe trebala da identifikuje upotrebljivu zalihu vodonika, a ne samo nominalni kapacitet. Pristup, postupci održavanja, uslovi okoline i sigurnosno zonizacija su pitanja na nivou sistema koja utiču i na raspored i operativnu otpornost.

5. - Šta? Sredstva za proizvodnju energije i povezivanje tereta

Kada obnovljivi izvori energije i baterije ne mogu da zadovolje potražnju, blok gorivih ćelija pretvara pohranjeni vodonik u struju. Njegov interfejs sa inverterima, prekidačima i panelima za opterećenje određuje koliko pouzdano mikro mreža može da služi prioritetnim krugovima. Za ostrvnu lokaciju, potvrdite koji uređaj uspostavlja električnu referenciju, kako se upravlja sa "crnim" pokretanjem i kako se ispuštaju nekritična opterećenja. Ovi detalji su često važniji od poređenja jedne ocjene oznake.

Arhitektura kontrole: sloj koji omogućava sistemu da radi kao jedan

Sistem upravljanja energijom (EMS) koordinira pet gradivnih blokova. Primlja podatke kao što su proizvodnja obnovljivih izvora, stanje punjenja baterije, zalihe vodonika, potražnja za opterećenjem i dostupnost opreme. Onda se primenjuje hijerarhija isporuke. Jednostavljena hijerarhija može dati prioritet obnovljivoj energiji za aktivna opterećenja, koristiti baterije za kratke tranzicije, slati kvalificirani višak na elektrolizu i slati snagu gorivih ćelija kada to zahtijevaju rezerve ili uslovi obnovljivih izvora.

Logika kontrole treba da uključuje normalno rad, rad sa niskim obnovljivim energijskim resursima, planirano održavanje, reagovanje na kvarove i ponovnu pokretanje. Drugim rečima, integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju potreban je i strategija protoka energije i strategija zaštite. Razgovor o arhitekturi sistema bez ovih načina rada može ostaviti inače vjerodostojni dizajn teško za naručivanje.

Praktični arhitektonski tok rada za ranu definiciju projekta

1. Klasifikuje teret. Odvojite kritična, fleksibilna i odložena opterećenja. Snimak vrhunske snage, dnevne energije, potražnje za pokretanjem i dozvoljeno vrijeme prekida.
2. Karakterizirajte lokalnu energiju. U skladu sa člankom 6. stavkom 1.
3. Pridruži uloze za skladištenje. Definirajte koje baterije će brzo nositi i koje skladištenje vodonika mora pokriti u dužim intervalima.
4. Karta interfejsa. Specifikuje se električna autobus, faze konverzije, granice vode i vodonika, kontrole, zaštita i komunikacija.
5. Testiranje radnih načina. Model normalne isporuke, isporuke sa niskim resursima, održavanje, izolacija grešaka i ponovno pokretanje prije konačnog veličanja opreme.

Ovaj tok rada pomera diskusiju sa parametara uređaja na granice sistema. Takođe pomaže timovima projekta da identifikuju podatke koje još uvek trebaju potvrdu, kao što su rast opterećenja, potrebe za tretmanom vode, ciljevi autonomije ili zahtjevi za rampu gorivih ćelija.

Kada se uklapa integrisano rešenje

Za timove koji procenjuju početnu tačku pakovanja, Hyto Energy pruža Integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju stranica koja se može koristiti za početak tehničkog razgovora o opsegu sistema. Za potrebe ovog standarda, za upotrebu u proizvodima koji se upotrebljavaju u proizvodima za proizvodnju električne energije, potrebno je da se upotrebljavaju različite metode za proizvodnju električne energije.

To je uslovno. Udaljeni telekom lokacija, ostrvo objekat, industrijska vanjska postaja, i zajednice mikrogrid svi mogu koristiti električna energija na vodonik , ali se njihovi arhitektonski prioriteti mogu znatno razlikovati. Najkorisniji sljedeći korak je da se cilj otpornosti pretvori u provjereni operativni scenarij, a zatim veličina i kontrola sistema oko tog scenarija.

Zaključak

Otporna vodikova mikrogridica je orkestriran sistem: obnovljiva energija snabdeva energiju, baterije upravljaju brzim promjenama, elektroliza hvata izabrani višak, skladištenje vodika čuva energiju duže, gorive ćelije vraćaju energiju, a EMS koordinira svaku tranziciju. Počevši od opterećenja i načina rada, lakše je proceniti integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju bez pretjerano obećavanja šta svaka pojedina komponenta može postići.