Yn y byd modern, trydan yw'r angen mwyaf hanfodol yn ein bywydau bob dydd. Ac eto, nid yw'r grid pŵer sylfaenol bob amser yn ddibynadwy. Gall fethu yn ystod stormydd, llewyg, neu faterion technegol. Mewn eiliadau o'r fath, mae microgrid yn cynnig yr ateb perffaith. Ond ydych chi erioed wedi meddwl: Beth yw microgrid a sut mae'n gweithio? Mae deall sut mae microgrid yn gweithio yn hanfodol.
Mae'n ein helpu i weld pam ei fod yn dod yn ateb mor bwerus ar gyfer ynni dibynadwy a glân. Yn ei hanfod, mae microgrid yn fersiwn lai o'r grid pŵer traddodiadol. Mae'n cynnig mwy o hyblygrwydd ac annibyniaeth. Os ydych chi'n newydd i'r system microgrid, nid oes angen i chi boeni! Bydd y canllaw hwn yn edrych yn agosach ar ficrogridiau, eu cydrannau, a sut maent yn gweithio. Felly, gadewch i ni ddechrau!
Beth yw Microgrid?
Yn gyntaf, gadewch i ni ddeall y diffiniad o ficrogrid mewn termau syml!
System ynni fach yw microgrid. Mae'r system hon yn gwneud ac yn danfon trydan i ardal leol. Gall weithio gyda'r grid pŵer sylfaenol neu redeg ar ei ben ei hun pan fo angen. Mae microgrids yn defnyddio ffynonellau amrywiol, megis paneli solar a generaduron, ynghyd â batris i'w storio.
Er mwyn ei ddeall yn well, gadewch i ni feddwl yn gyntaf am y grid trydan sylfaenol rydych chi'n ei ddefnyddio bob dydd. Mae'n cwmpasu meysydd helaeth trwy ddod â phŵer o weithfeydd pŵer pell. Reit? Fodd bynnag, mae microgrid yn canolbwyntio ar ardal lai ac yn cynhyrchu trydan yn agosach at y bobl sy'n ei ddefnyddio. Mae hyn yn ei gwneud yn fwy dibynadwy, yn enwedig mewn argyfyngau pan fydd y prif grid yn methu.
Un o nodweddion allweddol microgrid yw ei hyblygrwydd. Gall gysylltu â'r grid cynradd a defnyddio ei gefnogaeth pan fo angen. Fodd bynnag, gall hefyd newid i "ynys Modd" a gweithredu'n annibynnol. Er enghraifft, os bydd storm yn torri oddi ar y grid canolog, gall y microgrid gadw goleuadau ac offer ymlaen.
Nid yw microgrids hefyd yn gyfyngedig i un ffynhonnell ynni. Gallant ddefnyddio cymysgedd o baneli solar, tyrbinau gwynt, generaduron disel, neu hyd yn oed systemau hydro bach. Fodd bynnag, mewn sawl rhan o'r byd heddiw, mae microgridiau solar yn dod yn ddewis mwyaf poblogaidd. Pam? Y rheswm yw eu bod yn darparu pŵer glân, adnewyddadwy a chost-effeithiol.
Prif Gydrannau Microgrid
Mae system microgrid yn cynnwys sawl rhan allweddol sy'n cydweithio i gynhyrchu. Felly gadewch i ni archwilio rhannau sylfaenol microgrid solar.
Ffynonellau Cynhyrchu Pŵer:Dyma lle mae'r trydan yn dod. Mewn llawer o ficrogridiau modern, paneli solar yw'r brif ffynhonnell. Fodd bynnag, gellir defnyddio ffynonellau eraill, megis tyrbinau gwynt, generaduron disel, neu systemau hydro bach hefyd. Rôl y ffynhonnell gynhyrchu yw creu digon o drydan i ddiwallu anghenion yr ardal y mae'r microgrid yn ei gwasanaethu.
System storio ynni:Fel y gwyddoch, nid yw'r haul yn tywynnu drwy'r amser. Felly, mae angen ffordd o arbed trydan ychwanegol ar ficrogridiau i'w ddefnyddio'n ddiweddarach. Dyma lle mae batris yn dod i mewn. Mae batris yn storio ynni ar adegau o gynhyrchu uchel. Fodd bynnag, maent yn ei ryddhau pan fo'r galw'n uchel neu pan fo'r cynhyrchiant yn isel. Heb andatrysiad storio ynni, ni fyddai microgrid yn ddibynadwy.
Rhwydwaith Dosbarthu:Mae angen i'r trydan sy'n cael ei gynhyrchu a'i storio gyrraedd y defnyddwyr. Gwneir hyn drwy'r system ddosbarthu. Mae'n cynnwys gwifrau, trawsnewidyddion, a switshis sy'n cludo trydan o'r ffynhonnell i ddefnyddwyr. Mewn microgrid, mae'r system ddosbarthu yn llai ac yn fwy lleol. Mae hyn yn ei gwneud yn gyflymach ac yn haws i'w reoli.
System reoli:Mae angen system arloesol ar ficrogrid i reoli sut mae trydan yn llifo. Mae'r system reoli fel yr ymennydd. Mae'n penderfynu pryd i ddefnyddio pŵer solar, pryd i dynnu o fatris, a phryd i newid i ffynonellau wrth gefn. Mae hefyd yn helpu'r microgrid i wybod a ddylid aros yn gysylltiedig â'r prif grid neu weithredu'n annibynnol.
Llwythi:Yn olaf, mae'n rhaid i'r trydan a gynhyrchir ateb pwrpas. Y "llwythi" yw'r dyfeisiau a'r lleoedd sy'n defnyddio'r trydan. Mewn microgrid solar, gall llwythi gynnwys cartrefi, ysgolion, ysbytai, siopau neu ddiwydiannau.
Sut Mae Microgrid yn Gweithio?: Cam-Wrth-Canllaw Cam!
Fel y soniais uchod, mae microgrid solar yn lleol ac yn hyblyg. Mae'r system hon yn gweithredu trwy gynhyrchu trydan ger y bobl sydd ei angen. Oherwydd y ddyletswydd hon, mae'r microgrid yn gweithio ychydig yn wahanol i gridiau mawr traddodiadol. Felly gadewch i ni ddrilio i lawr ac archwilio sut mae microgrid solar yn gweithio mewn gwirionedd.
Cam 1: Cynhyrchu Trydan
Y cam cyntaf mewn microgrid yw cynhyrchu trydan. Heb gynhyrchu, ni all y system weithredu. Felly sut maen nhw'n cynhyrchu trydan? Mewn gwirionedd, mewn microgrid solar, mae golau'r haul yn disgyn ar banel solar, ac mae'n cynnwys gronynnau ynni bach iawn o'r enw ffotonau. Mae'r ffotonau hyn yn taro wyneb y panel solar. Mae'r arwyneb hwnnw wedi'i wneud o ddeunydd arbennig o'r enw lled-ddargludyddion (silicon).
Y tu mewn i'r panel solar, mae'r ffotonau hyn yn cyffroi'r electronau yn y silicon ac yn dechrau symud. Unwaith y bydd yr electronau hyn yn dechrau symud, maen nhw'n creu cerrynt trydan. Ar y dechrau, y cerrynt a gynhyrchir yw cerrynt uniongyrchol (DC). Ond mae'r rhan fwyaf o'n cartrefi a'n hoffer yn rhedeg ar gerrynt eiledol (AC). Felly, mae'r microgrid solar yn defnyddio dyfais o'r enw gwrthdröydd microgrid i newid DC yn AC.
Cam 2: Cyflenwi Pŵer i Ddefnyddwyr Lleol
Unwaith y bydd trydan yn cael ei gynhyrchu mewn microgrid, y dasg fawr nesaf yw ei gyflwyno'n ddiogel i ddefnyddwyr. Gelwir y broses hon yn ddosbarthiad pŵer. Gwneir hyn trwy linellau dosbarthu lleol bach y tu mewn i'r microgrid. Mae'r llinellau hyn yn cysylltu â thai, swyddfeydd, ysbytai a lleoliadau eraill, yn dibynnu ar ble mae'r microgrid wedi'i sefydlu. Nid oes rhaid i'r pŵer mewn microgrid deithio'n bell.
Felly, mae llai o ynni'n cael ei golli, sy'n gwneud y system yn fwy dibynadwy a chost-effeithiol. Mantais sylweddol arall yw y gall y microgrid gydbwyso cyflenwad pŵer a galw. SUT? Yn ystod y dydd, gall paneli solar gynhyrchu trydan ychwanegol. Gall y pŵer hwnnw gael ei ddefnyddio ar unwaith gan gartrefi lleol neu ei storio mewn batris i'w ddefnyddio yn ystod y nos.
Cam 3: Storio Ynni Ychwanegol
Pan fydd microgrid yn cynhyrchu mwy o drydan nag y mae pobl yn ei ddefnyddio ar yr adeg honno, nid yw'r pŵer ychwanegol yn mynd yn wastraff. Yn lle hynny, caiff ei storio i'w ddefnyddio'n ddiweddarach. Mae hyn yn bwysig iawn oherwydd bod y galw am ynni yn newid trwy gydol y dydd. Er enghraifft, yn ystod y dydd, gall paneli solar gynhyrchu llawer o drydan. Fodd bynnag, yn y nos nid oes golau haul.
Felly, heb storio batri, byddai'r pŵer ychwanegol hwnnw yn ystod y dydd yn cael ei golli. Y ffordd fwyaf cyffredin o storio trydan mewn microgrid yw trwy fatris. Maen nhw'n casglu'r egni ychwanegol ac yn ei gadw'n ddiogel nes bod ei angen. Yn ddiweddarach, pan fydd y galw'n cynyddu, gellir rhyddhau'r trydan sydd wedi'i storio yn ôl i'r system. Mae hyn yn gwneud y microgrid solar cyfan yn fwy dibynadwy a sefydlog.
Cam 4: Defnyddio Ynni wedi'i Storio Pan fo Angen
Unwaith y bydd ynni ychwanegol yn cael ei storio'n ddiogel yn y batris, mae'n dod yn ffynhonnell pŵer wrth gefn y gellir ei defnyddio unrhyw bryd. Felly, pan fydd y prif grid yn methu, gellir rhyddhau'r ynni sydd wedi'i storio i ateb y galw. SUT? Yn y bôn, mae'r trydan yn cael ei storio yn y batris ar ffurf ynni cemegol. Pan fydd angen yr egni sydd wedi'i storio, mae'r batri yn mynd trwy adwaith cemegol gwrthdro.
Mae'r electronau'n cael eu rhyddhau ac yn llifo'n ôl trwy gylched allanol. Y llif hwn o electronau yw'r hyn rydyn ni'n ei alw'n gerrynt trydan. Mewn geiriau syml, mae'r batri yn troi ynni cemegol yn ôl yn ynni trydanol fel y gall bweru dyfeisiau. Ond fel y dywedais uchod, Cerrynt Uniongyrchol (DC) yw'r cerrynt hwn fel arfer. Felly, agwrthdröydd hybridyn trosi'r trydan i'r ffurf gywir (AC).
Cam 5: Rheoli Smart a Newid
Mae'r cam olaf yn y ffordd y mae microgrid yn gweithio yn ymwneud â rheoli'r system microgrid. Gwneir hyn trwy rywbeth a elwir yn rheolydd microgrid. Mae'r rheolydd yn monitro cynhyrchu, storio a defnydd trydan yn gyson. Er enghraifft, mae paneli solar yn cynhyrchu llawer o bŵer yn ystod y dydd.
Gall y rheolydd gyfeirio peth ohono i wefru'r batris. Yn ddiweddarach, yn y nos, mae'n newid yn awtomatig i ddefnyddio'r ynni batri sydd wedi'i storio. Mae'r broses hon yn digwydd yn llyfn a heb unrhyw ymdrech â llaw. Gwaith pwysig arall y rheolydd yw newid rhwng y prif grid a'r microgrid.
Pan fydd y prif grid yn gweithio'n normal, mae'r microgrid yn aml yn aros yn gysylltiedig ac yn rhannu trydan. Ond os oes blacowt, mae'r rheolydd yn datgysylltu'n gyflym (gelwir hyn yn "ynysu"). Mae hyn yn sicrhau bod y microgrid yn rhedeg ar ei ben ei hun. Unwaith y bydd y prif grid yn ôl, mae'r system reoli yn ailgysylltu'n ddiogel.
Manteision Microgrids
Mae microgrids yn dod â sawl budd i gymunedau a hyd yn oed gwledydd. Nid ydynt yn ymwneud â chynhyrchu trydan yn unig ond hefyd â gwneud ynni yn fwy dibynadwy a fforddiadwy. Gadewch i ni drafod rhai manteision cyffredin y mae microgrid solar yn eu cynnig.
1- Cyflenwad Pŵer Dibynadwy
Un o fanteision mwyaf arwyddocaol microgrids yw eu bod yn darparu trydan hyd yn oed pan fydd y grid pŵer sylfaenol yn methu. Er enghraifft, yn ystod blacowts, stormydd, neu drychineb naturiol, mae'r prif grid yn aml yn cau. Mewn achosion o'r fath, mae'r microgrid yn datgysylltu o'r grid cynradd ac yn parhau i weithio ar ei ben ei hun. Mae hyn yn eu gwneud yn arbennig o ddefnyddiol ar gyfer ysbytai, ysgolion a chanolfannau brys.
2- Ynni Glân a Gwyrdd
Mae microgrids yn aml yn defnyddio ffynonellau adnewyddadwy fel paneli solar neu dyrbinau gwynt. Nid yw'r ffynonellau hyn yn llygru'r amgylchedd fel y mae tanwyddau ffosil yn ei wneud. Trwy ddibynnu mwy ar ynni glân, mae microgridiau yn helpu i leihau allyriadau carbon. Mae hyn yn gwneud yr aer yn lanach i anadlu, sy'n dda i'r blaned ac iechyd y cyhoedd.
3- Annibyniaeth Ynni
Gyda microgrid, nid oes rhaid i gymunedau ddibynnu ar y grid pŵer canolog yn unig. Gallant gynhyrchu a rheoli eu trydan eu hunain yn lleol. Mae hyn yn rhoi mwy o annibyniaeth a rheolaeth iddynt dros eu dyfodol ynni. Ar gyfer pentrefi anghysbell, ynysoedd, neu ganolfannau milwrol, gall yr annibyniaeth hon fod yn-newidiwr gêm.
4- Hyblygrwydd a Scalability
Mae hyblygrwydd yn golygu y gellir dylunio microgrid mewn llawer o wahanol ffyrdd. Er enghraifft, gallai un microgrid sy'n cael ei bweru gan yr haul ddefnyddio paneli solar a batris yn unig. Fodd bynnag, gallai un arall gyfuno generaduron solar, gwynt a disel. Gellir ei addasu ar gyfer gwahanol anghenion. Mewn geiriau syml, mae'r microgrid yn ystwytho i gyd-fynd â gwahanol sefyllfaoedd.
Mae graddadwyedd yn golygu y gall microgrid dyfu'n fwy neu'n llai dros amser. Gadewch i ni dybio bod pentref bach yn dechrau gyda dim ond ychydig o baneli solar a batris. Wrth i'r boblogaeth gynyddu neu wrth i anghenion trydan gynyddu, gellir cynyddu'r microgrid. SUT? Gallwch ychwanegu mwy o baneli solar, mwy o fatris, neu hyd yn oed ffynonellau newydd fel tyrbinau gwynt.
5- Arbedion Cost
Fel y gwyddoch, mae microgridiau yn defnyddio ynni adnewyddadwy ac yn storio trydan ychwanegol mewn batris. Mae hyn yn lleihau dibyniaeth ar danwydd ffosil drud, sy'n arbed costau. Ar ben hynny, fel y dywedais uchod, fe'u defnyddir yn lleol gyda llinellau dosbarthu bach. Mae hyn yn lleihau'r golled ynni sy'n digwydd fel arfer oherwydd teithio hir. O ganlyniad, mae'r microgrid yn cynhyrchu trydan yn fwy effeithlon ac yn lleihau costau.
Casgliad
Mae microgrid yn fwy na system bŵer fach yn unig. Mae'n ffordd graff o gynhyrchu, storio a defnyddio trydan yn nes at y mannau lle mae pobl ei angen. Yn wahanol i’r grid canolog mawr, mae’n rhoi rheolaeth i gymunedau lleol dros eu hynni eu hunain. Yn yr erthygl hon, rwyf wedi trafod popeth am ficrogridiau, o'u gweithio i'w manteision.
Er enghraifft, mae microgridiau'n gweithio gam wrth gam. Mae'r microgridiau ynni adnewyddadwy hyn yn cynhyrchu trydan gan ddefnyddio paneli solar neu dyrbinau gwynt. Mae'r system microgrid hon yn storio ynni ychwanegol mewn batris. Maen nhw'n dosbarthu pŵer i gartrefi a busnesau cyfagos. Ar ben hynny, mae ei fanteision yn glir. Wrth i'r byd symud tuag at atebion mwy gwyrdd, maent yn cynnig sefydlogrwydd a chynaliadwyedd.