微电网能源解决方案如何产生更便宜、更可靠的电力

微电网能源解决方案如何产生更便宜、更可靠的电力

微电网是由产能和储能设施组成的小型网络，分布在有限数量的本地用户之间。通常，微电网会连接到更大的电网。必要时，它们必须能够以“孤岛”状态工作，完全与地区电网电源分离开。

如果永久备用发电机或太阳能/电池储能库能够独立运行，则可以将其视为个人微电网的一种形式，但这里，我们考虑的是具有联网能力的微电网。请注意，并非所有补充电力源（如太阳能）都能离网运行，因此除非正确设置，否则无法满足任何一个定义。

飓风 Ian 摧毁电力：微电网能源替代方案？

2022 年 9 月下旬，飓风 Ian 在佛罗里达州留下了一条毁灭之路，导致了暂时停电，但某些情况下是较长时间的停电。风暴短暂途径大西洋后，甚至南卡罗来纳州的部分地区也受到了影响，再次暴露了我们和电网面对自然时的脆弱性。

跟所有飓风带来的影响一样，人们争相购买小型发电机为电灯、冰箱和风扇供电。虽然它们可以解决部分问题，但大多无法为佛罗里达州最珍贵的商品（即中央空调设备）供电。然而，少数人在电网断电时不会有这样的电力焦虑，那就是，家里永久安装了备用发电机的人。其他人可能拥有整合了太阳能和电池系统或者甚至是电动汽车的较新技术来实现离网运行。不幸的是，对于你不经常使用的东西来说，任何一种方案的花费都是无法承受的。

目前的选择是依靠无所不在的电网来满足您的所有需求或创造完全自给自足的局面。微电网的概念以小规模公共电力的形式提出了第三种可能性。除了具有应对停电的能力以外，微电网还能实现可再生能源和本地发电的整合，从而降低持续的电力成本。

微电网的工作原理

微电网在本质上旨在协同各种电力输入源一起工作，在最高效和最经济的发电方式之间智能地平衡负载。当整个电网停电时，地方微电网将接管，从而至少为客户提供有限的电力。尽管局部事件会对微电网造成损害，但它们不易受到可能导致远方电力中断的大范围断电的影响。

同时，在发达国家，绝大多数电网在大部分时间都能正常运行。不同于纯备用系统，微电网能源解决方案可以配置为对电力使用进行优化，即使当大型电网运行良好时也可以。微电网可以充分利用现场可再生能源发电和本地储能作为备用，并且可以帮助转换获得电力的时间与使用电力的时间。

例如，如果一个简单的微电网有太阳能阵列、备用电池和一台发电机，那么在白天，它就可以使用太阳能电池板满足大部分电力装置的电力需求，而区域电力网可以弥补缺少的任何电力。在晚上，区域电网可以提供更大比例的电力，如果能源价格降低，甚至可以为电池充电。这些电池然后可以在能源更为昂贵的白天部分放电，发电机可以根据需要运行，或许用于测试和维护目的。

因此，微电网系统可以通过正常时期能源节省的形式帮助抵消成本，帮助社区应对更大范围的断电。如果阳光或其他可再生能源“大丰收”，或者电池放电在特定时间具有一定的意义，太阳能微电网系统甚至可以向公用事业出售电力。根据用户的需求，微电网可以设置成强调坚如磐石的弹性（如医院或军事基地）或用来提高效率（如大学校园）。

短期效益

从发电到存储或使用点的短距离传输具有明显的弹性优势。同样，远距离输电会通过线路中的逸出热量导致损失。通过缩短输电距离，可以最大程度降低这种损失和不一致。

此外，电网电力大部分以交流电 (AC) 的形式提供，而对于许多用途而言，交流电必须转换成直流电 (DC)，其中伴有损耗。太阳能电池板本身产生直流电，电池则存储直流电。理论上，微电网可以设置成提供此类能量而无需典型的交流转直流，从而提高效率。

最后，尽管安置和管理此类设备可能会很麻烦，但要考虑到此类设置可能会带来一些附带的好处。太阳能电池板下的有盖停车位是已经在一些地方看到的一种神奇用途，或许社区会采取其他措施，以其他方式使可再生设备变得有用，甚至漂亮。人们可以想象一个由太阳能电池板制成的功能性艺术作品，欢迎人们到访商业园区、大学或社区，或是想象任何其他有待考虑的概念。

微电网的未来

能源发电的未来是什么样子人们可以看到强大发电系统的巨大好处，它能够减少输电损耗，同时首先使用可再生能源，然后使用临时备用电池，最后使用化石燃料发电以获得长期支持。或许，我们还可以看到来自太阳能电池板和电池的直流电激增，不需要进行交流转换。

同时，如果聚变或深层地热等技术真的实现了，从更集中的来源提供近乎无限的电力，那该怎么办？集中化的系统将更容易受到中断的影响，这种影响可能更加严重和持久。微电网概念的灵活性意味着它们可以调整成适应几乎任何情况。

无论微电网如何发展，Arrow 随时准备帮助创新者满足其组件需求。未来是光明的，因为我们使用资源以更高效和可靠的方式为我们的家庭和建筑供电。