Uçtan Uca yapılandırma, şebekede enerji depolanması için tüm unsurları entegre edecek.
Yenilenebilir enerji konusunda birçok tartışma enerji depolama konusunda bir tartışmaya yol açmaktadır. Geniş yelpazede mevcut enerji depolama seçenekleri tüm teknolojinin bir boyuta uymadığı- her birinin belirli avantajları ve dezavantajları olduğu gerçeğinin kanıtıdır. Bir uygulama için doğru teknolojiyi seçmek depolama sistemine yerleştirilecek fonksiyonel talepleri, sırayla, depolama sisteminin şebekeye yerleştireceği talepleri için derin bir anlayış gerektirmektedir. Bu enerji depolama ortamının herhangi birinin alınması ve etkin, güvenilir ve dayanıklı şebeke enerji depolama sistemi, sistem seviyesinde ve şebeke seviyesinde kontrolü sayesinde güç elektroniğinden tahmin ve optimizasyona kadar teknolojiler ve yetkinlikler dizini gerektirmektedir. Sonuçta şebekede enerji depolama için istenen işlevselliği elde etmek tüm bu unsurların birbirleriyle ve şebeke ile entegrasyonu için uçtan uca bir yapılandırma gerektirmektedir.
Enerji depolama bir yüzyılı aşkındır elektrik üretimi, iletimi ve dağıtımının bir özelliği olmuştur. 1880'li yılların başında şarj edilebilir kurşun-asit akü tanıtımını, düşük yük zamanlarında suyun yukarı pompalanmasını sağlayan pompalı-hidroelektrik depolama tesisleri izlemiştir. Böylece yüksek yük zamanlarında türbinleri çalıştırılmasına imkan sağlayabilmiştir. Ancak, günümüzde bir sürü depolama rezervi, döndürme rezervi denilen- talep üzerine çabuk bir şekilde hızlandırılacak kapasite altında çalışan enerji santralleri tarafından sağlanmaktadır.
Bugün, rüzgar ve güneş enerjisi şeklinde "mazotsuz" enerji üretimi için bir girişim, enerji depolama yolunun buna göre adapte edilme ihtiyaçlarını sağladığı anlamına gelir. Akü ve pompalı-hidroelektirk depolama gibi zaten mevcut olan enerji depolama seçenekleri üzerine odaklanılmalıdır. Bu gerçekten örneğin, pompalı hidro’da bulunan bir rönesans ile olmaktadır. Aynı şekilde, modern aküler, daha fazla enerji depolamakta, daha fazla enerji sunmakta, daha uzun ömürlü olmakta ve az veya hiç bakım gerektirmemektedir. Güç elektroniği ile güç dönüşümü gelişmeler sayesinde, bu aküler hem AC hem de DC şebekelerine sorunsuz bir şekilde entegre edilebilir.
Depolama için anahtar teknolojiler
Başarılı bir enerji depolaması için depolama teknolojisinin kendisine ek olarak çok sayıda başka teknolojilere de ihtiyacı olmaktadır. Bunlar üç ayrı tabaka olarak düşünülebilir: güç teknolojisi, kontrol ve "akıllılık".
Güç teknolojisi katmanı; depolama ortamını, güç elektroniği dönüşümünü ve AC şebeke bağlantısı veya trafoyu kapsayarak, enerji depolama ortamının güvenli, istikrarlı bir şekilde şebekeye elektrik bağlantısını sağlamalıdır. Daha sonra, enerji depolama sisteminin ve trafonun tüm unsurları, güvenli, hassas çalışma için lokal olarak kontrol edilmeli ve şebeke seviye kontrolünden gelen komutları çalıştırabilme yeteneğini sağlamalıdır. Mevcut güç teknolojisi ve kontrol katmanları sayesinde, "akıllılık" katmanı, şebekedeki her varlık için optimum durumu tespit etmek ve planlamak için gereklidir. Bu üç katmanı birlikte tutmak şebekede gerçek enerji depolaması elde etmek için gerekli olan uçtan uca yapılandırmadır.
Depolama ortamı
Şebekede enerji depolamanın temel işlevi bir başkasında bir kez kullanılmak üzere üretilen enerjiyi sağlamaktır. Sürekli şarj veya deşarj için gerekebilecek enerji depolama sistemi süresi, belki de çeşitli enerji depolama uygulamaları arasındaki temel fark olmakta ve depolama ortamı seçimi üzerinde güçlü bir etkisi bulunmaktadır.
Güç elektroniği dönüşümü
Birçok enerji depolama teknolojisi doğal olarak DC ile çalışmaktadır - Örneğin kapasitörler, superkapasitörler ve aküler. Bunları AC şebekesine bağlamak için, güç elektroniği dönüşüm basamağı gerekmektedir. Buna ek olarak, doğal olarak AC olan bu enerji depolama teknolojileri - örneğin, pompalı hidroelektrik ve volanlar- optimal olarak bir AC şebekesine entegre etmek için güç elektroniğine bağlıdır.
Sistem seviye kontrolü
Elektrik şebekesine bir kez bağlanıldığında, bir enerji depolama sistemi etkin bir şekilde kontrol edilmelidir. Bir dizi Kontrol donanımı ve yazılımı, pompalı-hidroelektrik depolama tesisleri için özel enerji üretim kontrol sistemleri ile bu tür micro şebekeler gibi uygulamalar için dağıtılmış kontrol sistemleri arasında değişen tüm enerji depolama uygulamalarını karşılamak için gereklidir.
Şebeke seviyesi kontrolü
Lokal olarak şebekeye entegre edildiğinde ve etkin bir şekilde kontrol edildiğinde, enerji depolama sisteminin faydası tüm diğer jeneratörler, yükler ve diğer depolama sistemleri ile uyum içinde yönetiliyorsa sadece şebeke genelinde hissedilebilir. Ağ yönetim sisteminin, güç sınırlı olmasının yanı sıra enerji sınırlı varlıkları yönetmek ve optimize etme yeteneğine sahip olması gerekmektedir. Bu optimizasyon hem ekonomik hem de teknik kriterlere dayanmalıdır.
Tahmin ve optimizasyon
Sadece yüklerin tahmin edilmesi gerekmeyecek, fakat aralıklı, uçucu nesil oranı arttıkça, nesli doğru tahmin etme yeteneği gerekli olacaktır.
Enerji depolama uygulamaları
Enerji depolama için tüm etkinleştirme teknolojileri, olgun olmakta ve gerçek şebeke koşullarında gösterilmiş ve kanıtlanmıştır. Nitekim güç elektroniği ve kontrol teknolojileri gibi pek çok teknoloji de bugün yaygın olarak bir yerde kullanılmaktadır.
Akü enerji depolaması
2003 yılında, ABB firması ABD, Alaska’da elektrik idaresi için dönüştürme rezervi oluşturmak amacıyla akü depolama teknolojisini uygulamıştır. Nikel kadmiyum akü kullanarak bir güç konvertörü sistem çözümünü, online olmak için yerel nesile yeterli zaman sağlayan 5 dakika’da 46MW’ta ve 15 dakika’da 27MW’ta gücü sağlamaktadır.
2011 yılında, ABB İsviçre'de kendi türünün en büyük akü enerji depolama sistemini devreye sokmak için İsviçre kamu hizmetleri ile ortaklık kurmuştur. Bu 1MW lityum-iyon akü tesisi 15 dakikada gücü absorbe edebilir veya deşarj edebilir. Dağıtım ağına entegre edilmekte ve pik yüklerini ve aralıklı güç kaynağını ve şebeke optimizasyonu için çözümün canlılığı dengelemek gibi kilit alanlarda performansı değerlendirmek için kullanılmaktadır.
Pompalı-hidroelektrik enerji depolama
125 yılı boyunca, ABB 1 veya 2MW’ta küçük tesislerden 10GW’a kadar, tüm dünyada 300'den fazla hidroelektrik santraller için güç ve otomasyon ekipmanlarını tedarik etmiştir.
İsviçre Alpleri'ndeki bir pompalı-hidroelektrik depolama tesisinde, örneğin, ABB 100MW’ta tam konvertör kavramına dayalı bir değişken hız sürücüsü (VSD) sistemini güçlendirmekte ve dünyada kendi türünün en büyük VSD’si olmaktadır.
Volan enerjisi depolama
ABB, dünyanın ilk yüksek penetrasyon güneş enerjisi dizel hibrid güç istasyonu inşa etmek için bir Avustralya elektrik jeneratörü, şebeke operatörü ve perakendeci ve diğerleri ile ortak olmuştur. ABB'nin(volan veya akü bazlı) PowerStoreTM teknolojisi ve otomasyon sistemi güç istasyonunun tüketicilerin yılda yüzde 65 penetrasyon seviyeleri ve anlık penetrasyon seviyelerini 100’e kadar kullanımı elde etmek için etkinleştirmektedir.
Şebeke seviye kontrolü, tahmin ve optimizasyon
ABB Ventyx Ağ Yöneticisi kontrol merkezi çözümü son 25 yılda tüm dünyada 400 üzerinde referansı toplamıştır. Ağ Yöneticisi içinde SCADA / GMS nesil yönetim sistemi enerji üretiminin diğer tüm formları yanında pompalı-hidroelektrik enerjisini yönetme yeteneğine sahiptir.
Almanya'da, ABB yenilenebilir enerji depolama ile kombine ısı ve güç (CHP) sistemleri ve elektrikli araçların şebekeye entegre edilmesi amacıyla bir projede enerji yönetim sisteminin yeteneğini göstermek için bir üniversite ve bir altyapı ve enerji hizmetleri sağlayıcısı ile ortaklık kurmuştur. ABB'nin çözümü, lokal izlemeyi uygulamak ve her bir bireysel kaynakları kontrol etmek için sanal bir enerji santrali ve ABB'nin MicroSCADA Pro’sunu yaratmak amacıyla Ventyx DRMS uygulamasını içermektedir.
Uçtan uca yapılandırma
Şebekede enerji depolama ihtiyacı her zaman bulunmaktadır, ama geçmişte büyük ölçüde fosil yakıt santralleri için yakıtın depolanması ile enerji santrallerin kapasitesinin bir kısmını rezerv olarak tutarak sağlanmıştır. Rüzgâr ve güneş enerjisi için girişimde bulunularak, şebekenin üretildikten sonra elektrik enerjisini depolaması için adapte edilmesi gerekmektedir. Her enerji depolama teknolojisinin tam anlaşılması gerekmekte olan kendine özgü avantajları ve dezavantajlara sahip olmakta ve kurulduğunda, her teknoloji tam faydadan yararlanılması için kontrol edilebilir olması gerekmektedir.
Fiziksel varlıklar ve mevcut kontrol etme yeteneği ile en iyi nasıl yönetilmesi konusunda doğru kararlar alma yeteneği kritik hale gelmektedir. Bu da Şebeke durumunun ve depolama sistemlerinin kendilerinin doğru tahminleri gerekmektedir. Bunu başarmak için, yeni zeka düzeyleri gerekmektedir.
Bulmacanın tüm bu parçalarını ve nasıl birbirine uygun olduğunu anlamak, şebekede enerji depolaması için uçtan uca yapılandırmayı tanımlama anahtarıdır. Kaynak: engerati.com |