Водородне микромреже за отпорност ван мреже: основе системске архитектуре

Водородне микромреже за отпорност ван мреже: основе системске архитектуре

Када удаљено место не може да се ослања на стабилну комуналну везу, интегрирано решење за водоневе микромере може да претвори променљиву електричну енергију из обновљивих извора у управљану енергетску услугу. Кључ није само додавање електролизатора или горивне ћелије. Опораљивост долази од додељивања јасних улога генерацији, складиштењу краткотрајне енергије, складиштењу водоника, конверзији енергије и контроли надгледања.

За пројектне тимове Б2Б, прво питање није: "Која компонента одговара апликацији?" То је Шта систем мора наставити да ради, колико дуго и под којим обновљивим условима? Та граница дефинише архитектуру. Точније, да ли је дизајн погодан зависи од понашања оптерећења, оперативних приоритета и интерфејса између подсистема.

Зашто је отпорност ван мреже потребна више од обновљиве генерације

Соларна и ветросна енергија могу смањити зависност од горива, али њихова производња можда неће бити у складу са оптерећењем. Опораван интегрирано решење за водоневе микромере управља тим неисправношћу током времена. Током вишка обновљивих извора, електролизатор може да користи електричну енергију да би разделио воду на водоник и кисеоник. Струјежени водоник постаје носилац енергије који се касније може поново претворити у електричну енергију помоћу блока за напајање горивних ћелија.

Зато је електрична енергија од водоника обично се сматра заједно са батеријама, а не као директна замена за њих. Батерије су погодне за брзо балансирање, подршку за покретање и кратке флуктуације. За складиштење водоника може се проценити даљи пропад у снабдевању обновљивим изворима, где је задржавање употребљиве енергије током дужег оперативног прозора важно више од самог тренутног одговора. Прави подељење мора бити проверено према профилу критичног оптерећења локације, а не претпостављено од једне компоненте.

Пет грађевинских блокова система хидрогенске микромреже

1. у вези са Производња из обновљивих извора и слој прикупљања електричне енергије

Склај производње може комбиновати соларне фотоелектричке енергије, ветар или други доступни локални извор. Његова сврха је да прво снабдева струјним оптерећењима и ствара вишак енергије када услови то дозвољавају. Склај прикупљања укључује електричне путеве, заштиту и интерфејсе за конверзију који доносе генерацију у микрореду. У овој фази, тимови треба да потврде очекиване сезонске производње, ризик од смањења и да ли ће архитектура користити ЦА, ЦЦ или хибридни аутобус.

2. Уколико је потребно. За складиштење батерије за брзо балансирање

Батеријски систем обично апсорбује брзе промене између генерације и оптерећења. То може помоћи у стабилизовању напона или фреквенције кроз систем конверзије енергије, прелазу између оперативних режима и смањењу непотребног циклуса воденског пута. У интегрирано решење за водоневе микромере , улога батерије треба да буде дефинисана брзином одговора и потребама циклуса, а не очекивањем да ће покрити сваки продужени прекид.

3. Уколико је потребно. Интерфејс електролизатора и производње водоника

Електролизатор је контролисано оптерећење које конвертује изабран вишак електричне енергије у водоник. Његов оперативни оквир мора бити координиран са доступношћу обновљивих извора, снабдевањем водом, квалитетом енергије и стратегијом складиштења. Практичан дизајн не третира електролизу као изоловану машину: он поставља правила када се производња почиње, када се смањује и које резерве морају остати за критична оптерећења. Ово је посебно важно за електрична енергија од водоника , где извоз вишка електричне енергије можда није опција.

4. Уколико је потребно. Хранилиште и кондиционирање водоника

Склађење обезбеђује временску прелаз између производње и испоруке енергије. Проектирање може укључивати компресију, управљање притиском, безбедносне инструменте и приступ складиштења изабран за услове локације пројекта. Архитектура би такође требало да идентификује коришћену инвентару водоника, а не само номиналну капацитету. Приступ, процедуре одржавања, услови околине и безбедносно зонирање су питања на нивоу система која утичу и на распоред и оперативну отпорност.

5. Појам Подавање енергије горивним ћелијама и повезивање оптерећења

Када обновљиве изворе и батерије не могу да задовоље потражњу, блок горивних ћелија поново претвара складиштени водоник у електричну енергију. Његово интерфејс са инверторима, прекидачима и панелима за оптерећење одређује колико поуздано микромрежа може служити приоритетним колама. За острвско место, потврдите који уређај успоставља електричну референцу, како се управља црним покретањем и како се некритични оптерећења избацују. Ови детаљи су често значајнији од поређења једне рејтинге на табели.

Архитектура контроле: слој који чини систем да функционише као једно

Енергетски систем управљања (ЕМС) координише пет грађевинских блокова. Прима податке као што су производња обновљивих извора, стање наплате батерије, инвентар водоника, потражња за оптерећењем и доступност опреме. Затим примењује хијерархију посла. Једностављена хијерархија може да даје приоритет обновљивој енергији за активна оптерећења, користи батерије за кратке транзијенте, шаље квалификовани вишак на електролизу и испраћа енергију горивних ћелија када то захтевају резерве или услови обновљивих извора.

Логика управљања треба да укључује нормалан рад, рад са ниским обновљивим енергетским капацитетом, планирано одржавање, реакцију на грешке и поновно покретање. Другим речима, интегрирано решење за водоневе микромере потребна је и стратегија проток енергије и стратегија заштите. Дискусија о системској архитектури без ових оперативних начина може оставити иначе веродостојни дизајн тешко за запошљавање.

Практичан архитектонски радни ток за рану дефиницију пројекта

1. Класификујте оптерећење. Одвојено критично, флексибилно и одложено оптерећење. Запишите врхунац снаге, дневну енергију, потражњу за покретањем и дозвољено време прекида.
2. Охарактеризујте локалну енергију. Прегледајте обрасце обновљивих ресурса и идентификујте најдуже веродостојне периоде ниске генерације које систем мора да покрије.
3. Доделите улоге за складиштење. Определите које батерије ће брзо обрађивати и које складиштење водоника мора покривати у дуже интервали.
4. Карта интерфејса. Укажите електричну аутобусу, стадије конверзије, границе воде и водоника, контроле, заштиту и комуникације.
5. Испитивање оперативних режима. Модел нормалног распоређивања, распоређивања са малим ресурсима, одржавања, изолације грешака и поновног покретања пре финалног дизајминга опреме.

Овај радни ток помера дискусију са параметара уређаја на границе система. Такође помаже тимovima пројекта да идентификују податке које још увек треба да се валидују, као што су раст оптерећења, потребе за обрадом воде, циљеви аутономије или захтеви за рампу горивних ћелија.

Где интегрисано решење одговара

За тимове који процењују паковану почетну тачку, Хито Енерги пружа Интегрирано решење за водоневе микромере страница која се може користити за почетак техничког разговора о опсегу система. Коначна конфигурација треба да остане условљена границом апликације, распоредом оптерећења, профилом обновљивих извора и потребним периодом отпорности.

То условни приступ је важно. Оддалечена телекомуникацијска локација, острвско постројење, индустријска аванпоста и заједничка микроређа могу сви користити електрична енергија од водоника , али се њихови архитектонски приоритети могу значајно разликовати. Најкориснији следећи корак је претварање циља о опоравачности у верификовани оперативни сценарио, а затим димензију и контролу система око тог сценарија.

Закључак

Опоравна водона микромрежа је организован систем: обновљива производња снабдева енергијом, батерије управљају брзим променама, електролиза улаже изабрани вишак, складиштење водона конзервише енергију током дужег периода, горивне ћелије обнављају енергију, а ЕМС координише сваку Почињећи са оптерећењима и режимима рада олакшава се проценка интегрирано решење за водоневе микромере без преопсеживања о томе шта свака компонента може постићи.