ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها می توانند به عنوان راه حل‌های هوشمند برای تأمین پایدار برق در کنار منابع انرژی تجدیدپذیر فعالیت کنند. این ژنراتورها با ارائه قدرت پشتیبان در شرایط اضطراری، قابلیت و انعطاف پذیری شبکه های محلی را افزایش می دهند. آن ها همچنین نقش مهمی در توسعه زیرساخت های انرژی مدرن ایفا می‌کنند.
آنچه خواهید خواند
ژنراتور دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگرید چیست؟
ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها دستگاه هایی هستند که با شبکه های کوچک و محلی (میکروگرید) هماهنگ می شوند. همچنین آن ها می توانند به طور همزمان یا مستقل با منبع های دیگر همچون انرژی بادی یا خورشیدی فعالیت خود را انجام دهند. این ژنراتورها به کنترلرها و برخی تجهیزات الکتریکی خاص مجهز شده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد فرکانس، ولتاژ و فاز تولیدی خود را با شبکه هماهنگ کنند. همچنین می توانند بدون ایجاد اختلال در کارکرد کلی شبکه، وارد مدار یا از آن خارج شوند.
مزایای استفاده از ژنراتور دیزلی در میکروگریدها
مزایای استفاده از ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها عبارت اند از:
- تأمین برق پایدار در شرایط اضطراری
بروز اختلال در شبکه اصلی یا قطع برق از مشکلات رایج است. دیزل ژنراتورهایی که به میکروگریدها متصل می شوند، می توانند به سرعت وارد مدار شوند و انرژی لازم را در این شرایط بحرانی تأمین کنند.
- واکنش سریع به تغییرات بار و پوشش بار در زمان اوج مصرف
این ژنراتورها می توانند به سرعت نسبت به تغییرات مصرف واکنش نشان دهند و همچنین تعادل ولتاژ و فرکانس شبکه را کنترل نمایند. در زمان های اوج مصرف، ژنراتورهای دیزلی می توانند به عنوان پشتیبان فعال شوند و از بارگذاری بیش از حد شبکه برق اصلی جلوگیری کنند.
- پشتیبانی از منابع تجدیدپذیر و عملکرد پایدار در شرایط محیطی سخت
در زمان هایی که تولید انرژی خورشیدی یا بادی کاهش می یابد، می توان از ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها به عنوان منبع کمکی استفاده کرد. این ژنراتورها در شرایط جوی نامساعد و محیط های صنعتی مقاوم هستند و در اکثر شرایط قابل اعتماد می باشند.
چگونه ژنراتورهای دیزلی می‌توانند به میکروگریدها متصل شوند؟
ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها به طراحی دقیق و تجهیزات حفاظتی هوشمند نیاز دارند تا بتوانند به صورت پایدار با منابع دیگر انرژی در شبکه های محلی کار کنند. برای اتصال ژنراتورهای دیزلی به میکروگریدها باید نکات فنی را رعایت کرد. قبل از متصل شدن به میکروگرید، ژنراتورهای دیزلی باید از لحاظ ولتاژ، فرکانس، و زاویه فاز نسبت به سیستم موجود هماهنگ شوند. این مراحل معمولا با کنترلرهای هوشمند و سیستم های سنکرونایزر تحت نظارت انجام می شوند تا از نوسان و آسیب تجهیزات جلوگیری شود.
به منظور مدیریت ظرفیت تولید، کنترل بار و یکپارچگی با منابع انرژی خورشیدی یا بادی، استفاده از کنترلرهای دیجیتال پیشرفته مانند PLCها یا کنترلرهای میکروگرید بسیار حائز اهمیت است. ژنراتورها باید بتوانند بار محلی را در حالت مستقل بدون ایجاد اختلال در پایداری سیستم در صورت قطع اتصال از شبکه اصلی حفظ کنند.
ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها باید به سیستم های حفاظت هوشمند مجهز باشند. در صورت بروز خطاهایی مانند بارگذاری بیش از حد، اتصال کوتاه یا تغییرات سریع فرکانس، به طور خودکار از شبکه قطع شوند تا از آسیب به تجهیزات دیگر جلوگیری گردد. استفاده از پروتکل‌های صنعتی مانند Modbus، CAN و IEC 61850 در تبادل اطلاعات بین ژنراتور و کنترلر و دیگر اجزای میکروگرید این امکان را به سیستم می‌دهد که به طور یکپارچه و خودکار عمل کند.
مشکلات استفاده از ژنراتورهای دیزلی در میکروگریدها
ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها به عنوان منابع پشتیبان و مکمل در سیستم های انرژی محلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما این دیزل ژنراتورها با مشکلات و محدودیت های فنی، اقتصادی و زیست محیطی متعددی نیز همراه هستند.
نخستین مشکل، میزان بالای آلایندگی زیست محیطی است. به دلیل احتراق سوخت‌های فسیلی، ژنراتورهای دیزلی مقادیر بالایی دی اکسید کربن (CO₂)، اکسید نیتروژن (NOₓ) و گرد و غبار (PM) تولید می‌کنند. بنابراین در بسیاری از نقاط فراتر از حد مجاز است و مضر می باشد و باعث می شود که با استانداردهای زیست محیطی تطابق نداشته باشد.
ژنراتورهای دیزلی با قابلیت اتصال به میکروگریدها مشکلاتی دارند و هزینه بالای سوخت و نگهداری یکی دیگر از این مشکلات است. قیمت سوخت دیزل در مقایسه با منابع انرژی تجدیدپذیر بالا است و در بلندمدت می‌تواند هزینه های عملیاتی را افزایش دهد. علاوه بر این، این سیستم ها نیاز به نگهداری مانند تعویض فیلتر، بررسی روغن و نظارت کلی بر روی موتور دارند. بنابراین می تواند هزینه ها را افزایش دهد و زمان زیادی را صرف کند.
یکی دیگر از مشکلات فنی این نوع ژنراتورها سروصدا و آلودگی صوتی آنها در محیط های مسکونی و یا در نزدیک مناطق حساس است. به عنوان مثال، صدای شدید موتورهای دیزل باعث ناراحتی و حتی محدودیت های قانونی برای عدم استفاده از آنها ایجاد می شود. بازدهی اندک در بارهای جزئی و کم یکی دیگر از این چالش ها است. این ژنراتورها در بارهای کمتر از بهره وری اندکی برخوردار هستند. بنابراین مصرف سوخت نسبت به توان افزایش می یابد و کارایی سیستم به حداقل می رسد.
