ریزشبکه ها(Micro Grid)، شبکه های کوچکی از تاسیسات تولید و ذخیره انرژی هستند که بین تعداد محدودی از کاربران موضعی پخش شده اند. به طور معمول، ریزشبکه ها به شبکه بزرگتر متصل می شوند. در صورت لزوم، آنها باید بتوانند در یک ایالت جزیره ای و مجزا که برق منطقه ای آن بطور کامل قطع شده، کار کنند. یک ژنراتور پشتیبان دائمی یا بانک ذخیره‌سازی خورشیدی/باتری می‌تواند شکلی از ریزشبکه انفرادی در نظر گرفته شود چرا که میتواند به طور مستقل کار کند، اما در اینجا ما ریزشبکه‌ها را با ظرفیت شبکه در نظر می‌گیریم. توجه داشته باشید که همه منابع برق مکمل (مانند انرژی خورشیدی) نمی توانند خارج از شبکه کار کنند و بنابراین تا زمانی که به درستی تنظیم نشده باشند، هیچ کدام از این تعریف ها را برآورده نمی کنند.

تجربه طوفان یان

در اواخر سپتامبر 2022، طوفان یان سبب تخریب تاسیسات در ایالت فلوریدا شد که این خسارت منجر به قطع موقت (اما در برخی موارد طولانی) برق شد. حتی بخش‌هایی از کارولینای جنوبی نیز پس از وزش کوتاه طوفان بر فراز اقیانوس اطلس تحت تأثیر قرار گرفت و نقطه ضعف شبکه برق را در برابر طبیعت، بار دیگر آشکار کرد. مانند همه حوادث طبیعی، مردم برای گذران زندگی خود و تامین انرژی وسایل برقی به ژنراتورهای کوچک هجوم آوردند. ژنراتورها در چنین شرایطی می توانند یک راه حل جزئی ارائه دهند، اما تقادر به تامین انرژی گرانبهاترین کالای فلوریدا، یعنی واحد مرکزی A/C نیستند. با این حال، تعداد کمی از افراد، در هنگام خاموش شدن شبکه، اضطرابی برای تامین برق ندارند، کسانی که ژنراتورهای برق پشتیبان دائمی را در خانه‌های خود نصب کرده‌اند. برخی خانه های دیگر ممکن است فناوری های جدیدتری داشته باشند که سیستم های خورشیدی و باتری یا حتی وسایل نقلیه الکتریکی را برای فعال کردن عملیات خارج از شبکه یکپارچه می کند. متأسفانه، هر یک از گزینه ها می تواند (برای چیزی که به ندرت از آن استفاده می کنید) بسیار گران باشد.

گزینه های فعلی این است که برای تامین تمام نیازهای شما یا ایجاد خودکفایی کامل، به شبکه برق فراگیر تکیه کنید. مفهوم ریزشبکه امکان سومی را در قالب انرژی الکتریکی مشترک در مقیاس کوچک ارائه می‌کند. ریزشبکه‌ها علاوه بر انعطاف‌پذیری در برابر قطعی، امکان ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید محلی را فراهم می‌کنند که می‌تواند هزینه‌های برق جاری را کاهش دهد.

کارکرد ریزشبکه ها

در رابطه با کارکرد و مزایای استفاده از ریزشبکه ها، بصورت اجمالی میتوان به مطالب زیر اشاره کرد:

ریزشبکه‌ها می‌توانند از مزایای تولید انرژی تجدیدپذیر در محل و ذخیره‌سازی محلی برای پشتیبان‌گیری بهره ببرند، و می‌توانند زمانبندی استفاده از برق تولیدی را کنترل کنند. به عنوان مثال:

بنابراین، یک سیستم ریزشبکه می‌تواند به جبران هزینه‌های خود در قالب صرفه‌جویی در انرژی در زمان‌های عادی کمک کند. یک سیستم ریزشبکه خورشیدی، اگر نور خورشید یا سایر انرژی‌های تجدیدپذیر وجود داشته باشد، یا اگر تخلیه باتری در زمان‌های خاص منطقی باشد، حتی می‌تواند برق را به شرکت برق بفروشد.

مزایای کوتاه برد

انتقال نیرو در فواصل طولانی، منجر به افزایش تلفات از طریق فرار گرما در خطوط می شود. با کاهش این فاصله می توان این گونه تلفات و ناهماهنگی ها را به حداقل رساند. علاوه بر این، توان شبکه عمدتاً به شکل جریان متناوب AC است که برای بسیاری از مصارف باید به جریان مستقیم DC تبدیل شود که این فرآیند نیز خود موجب اتلاف می گردد. پنل های خورشیدی به طور طبیعی برق DC تولید می کنند و باتری ها هم انرژی DC را ذخیره می کنند. در تئوری، می توان یک ریزشبکه برای تامین این نوع انرژی بدون تبدیل معمولی AC به DC راه اندازی کرد که منجر به راندمان بیشتر می شود. همچنین به منظور استفاده بهینه از فضای مربوط به سیستم های ریز شبکه، پارکینگ سرپوشیده زیر پنل‌های خورشیدی یکی از کاربردهای فوق‌العاده‌ای است که در برخی مکان‌ها تعبیه می شود و شاید جوامع مختلف، اقدامات دیگری را برای مفید یا حتی زیبا کردن تجهیزات تجدیدپذیر به روش‌های دیگر اتخاذ کنند.

آینده ریزشبکه

• آینده تولید انرژی چگونه است؟

برای آینده، یک سیستم قوی تولید برق را میتوان تصور کرد که قادر است در وهله اول با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر ، سپس باتری های پشتیبان موقت، و در نهایت تولید برق از طریق سوخت فسیلی برای پشتیبانی طولانی مدت، تلفات انتقال را کاهش دهد.

• اگر فناوری‌هایی مانند همجوشی یا زمین‌گرمایی عمیق عملاً محقق شوند و نیروی تقریباً نامحدودی از منابع متمرکزتر ارائه کنند، وضعیت ریز شبکه ها چه خواهد شد؟

یک سیستم متمرکز بیشتر مستعد اختلالاتی است که می تواند حتی جدی تر و طولانی تر باشد و در این حالت، نیاز به استفاده از ریزشبکه ها بیشتر از قبل خواهد بود. انعطاف پذیری ریزشبکه به این معنی است که آنها می توانند تقریباً با هر سناریویی سازگار شوند.

با توجه به توسعه ریزشبکه ها که در این مقاله به آنها پرداختیم، مجموعه آی سی پارس آماده ارائه تجهیزات این فناوری به مشتریان خود است.