Microgrids sind dezentrale Energiesysteme, die zur Schaffung lokaler Energienetze eingesetzt werden. Sie bestehen aus miteinander verbundenen Lasten und verteilten Energieressourcen, wie z. B. verteilte Erzeugung, Speicherung und Nachfragesteuerung. Microgrids ermöglichen die Integration erneuerbarer Energiequellen und bieten lokale Energiesicherheit.
Microgrids bieten viele Vorteile, darunter eine höhere Energieeffizienz, eine höhere Energiezuverlässigkeit, niedrigere Energiekosten und eine verbesserte lokale Energieresilienz. Darüber hinaus können Microgrids den Kohlenstoffausstoß reduzieren, Energieverluste verringern und eine sicherere und zuverlässigere Energiequelle bieten.
Es gibt mehrere verschiedene Arten von Microgrids, darunter netzunabhängige, netzgebundene und hybride Microgrids. Netzunabhängige Mikronetze sind völlig unabhängig vom Netz, während netzgebundene und hybride Mikronetze an das Hauptnetz angeschlossen sind, aber bei Bedarf unabhängig arbeiten können.
Zu den Komponenten eines Mikronetzes gehören verteilte Energieressourcen, Energiespeicher, Kontrollsysteme und Kommunikationssysteme. Darüber hinaus können Microgrids dezentrale Erzeugungsanlagen, wie Photovoltaikanlagen und Windturbinen, sowie Energiespeicher, wie Batterien, umfassen.
Bei der Auslegung eines Mikronetzes gibt es mehrere wichtige Überlegungen, z. B. zur Größe und zum Standort des Mikronetzes, zu den Arten der verteilten Energiequellen, zur Energiespeicherkapazität und zu den Steuerungssystemen. Außerdem müssen die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems berücksichtigt werden.
Die Regulierung von Kleinstnetzen kann komplex sein und variiert von Land zu Land. In einigen Ländern werden Microgrids als eine eigene Art von Energiesystem reguliert, während sie in anderen Ländern wie herkömmliche Netze behandelt werden.
Die Finanzierung von Microgrids kann eine Herausforderung sein, da die Kosten hoch sein können. Es gibt jedoch mehrere Finanzierungsmöglichkeiten, wie staatliche Zuschüsse, private Investitionen und öffentlich-private Partnerschaften.
Zu den Vorteilen von Microgrids gehören eine höhere Energieeffizienz, eine größere Zuverlässigkeit und geringere Energiekosten. Es gibt jedoch auch einige Nachteile, wie z. B. hohe Anfangskosten, komplexe Vorschriften und potenzielle technische Probleme.
Microgrids sind eine vielversprechende Technologie, die für lokale Energiesicherheit sorgen und die Energiekosten senken kann. Sie bieten viele Vorteile, aber es gibt auch einige Herausforderungen, die mit ihnen verbunden sind. Es ist wichtig, die Komponenten, Designüberlegungen und Vorschriften im Zusammenhang mit Microgrids zu verstehen, um sie richtig zu konzipieren und zu implementieren.
Es gibt drei Arten von Microgrids: autarke, netzgekoppelte und hybride. Eigenständige Mikrogrids sind nicht an ein anderes Stromnetz angeschlossen und müssen ihren gesamten Strom selbst erzeugen. Netzgekoppelte Microgrids sind an das Hauptstromnetz angeschlossen und können das Netz ergänzen oder als Notstromversorgung dienen. Hybride Mikrogrids sind eine Kombination aus autarken und netzgekoppelten Mikrogrids und können je nach Bedarf zwischen den beiden Modi wechseln.
Es gibt ein paar wesentliche Unterschiede zwischen Netz und Mikrogitter:
1. Maßstab: Ein Netz ist ein großes Netz zur Stromerzeugung und -verteilung, während ein Mikronetz ein kleineres, lokalisiertes System ist.
2. Eigentumsverhältnisse: Ein Netz ist in der Regel im Besitz eines Versorgungsunternehmens und wird von diesem betrieben, während ein Mikronetz im Besitz eines einzelnen Unternehmens oder einer Gruppe von Unternehmen sein kann.
3. Konnektivität: Ein Netz ist an das Hauptstromnetz angeschlossen, während ein Mikronetz inselartig sein kann oder vom Hauptnetz getrennt ist.
4. Steuerung: Ein Netz wird zentral gesteuert, während ein Mikronetz eine verteilte oder lokale Steuerung haben kann.
5. Funktion: Ein Netz versorgt eine große Anzahl von Kunden mit Strom, während ein Mikronetz einen bestimmten Kunden oder eine Gruppe von Kunden mit Strom versorgen kann.
Microgrids sind in der Regel Wechselstromnetze, können aber auch Gleichstromnetze sein.
Ein Mikronetz ist ein kleines Stromnetz, das unabhängig von einem größeren Stromnetz betrieben werden kann. Ein Mikronetz kann ein einzelnes Gebäude oder eine kleine Gemeinde mit Strom versorgen und kann mit einer Vielzahl von Energiequellen betrieben werden, z. B. mit Sonnenenergie, Windkraft und Erdgas.
Die beiden Komponenten eines Mikronetzes sind die Erzeugungsressourcen (die Stromquelle) und die Lasten (die Geräte, die Strom verbrauchen). Bei der Erzeugungsquelle kann es sich um eine erneuerbare Energiequelle handeln, z. B. Sonnen- oder Windenergie, oder um einen Generator auf der Basis fossiler Brennstoffe. Bei den Lasten kann es sich um alle Geräte handeln, die Strom verbrauchen, z. B. Lampen, Geräte und Computer.
Ein Mikronetz ist eine Gruppe miteinander verbundener Lasten und verteilter Energieressourcen innerhalb einer klar definierten elektrischen Grenze, die in Bezug auf das Netz als eine einzige steuerbare Einheit agiert. Ein Mikronetz kann sich mit dem Netz verbinden und von ihm trennen, so dass es sowohl im netzgekoppelten als auch im Inselbetrieb arbeiten kann.
Im netzgekoppelten Modus bezieht ein Mikronetz Energie aus dem Netz und speist überschüssige Energie in das Netz zurück. Im Inselbetrieb arbeitet das Mikronetz unabhängig vom Netz und nutzt die Stromerzeugung und -speicherung vor Ort, um den Bedarf der Verbraucher innerhalb des Mikronetzes zu decken.
Ein Beispiel für ein Mikronetz ist ein Campus-Mikronetz. Ein Campus-Microgrid umfasst in der Regel eine Kombination aus zentraler Erzeugung, Vor-Ort-Erzeugung, Speicherung und Laststeuerungstechnologien, die zusammenarbeiten, um zuverlässige, kostengünstige und saubere Energie für einen Campus bereitzustellen.