Sposób, w jaki obecnie korzystamy z systemów UPS, bardzo się zmienił. Udoskonalenia technologiczne w zakresie wydajności, wszechstronności i elastyczności zasilaczy UPS umożliwiły Borri podejście do niestandardowych zastosowań zasilaczy UPS, takich jak zmniejszanie wartości szczytowych i buforowanie mocy. Te techniki są z kolei związane z tym, że systemy UPS są w stanie spełnić zapotrzebowanie na integrację z inteligentnymi sieciami.
W tym artykule przyjrzymy się bliżej, jak działa ograniczanie szczytów i dlaczego inteligentne sieci stanowią obszar zastosowań o dużym potencjale dla producentów zasilaczy UPS. Aby to zrobić, odpowiedzieliśmy na niektóre z najczęstszych pytań dotyczących zasilaczy UPS z funkcją ograniczania szczytów i ich integracji z inteligentnymi sieciami.
Co to jest golenie szczytowe?
Peak shaving to zestaw technik mających na celu utrzymanie jak najbardziej płaskiej krzywej zapotrzebowania na energię elektryczną w ciągu dnia i roku poprzez eliminację szczytów. Odbiorcy energii z funkcją ograniczania szczytów będą wchodzić w interakcje z siecią zasilającą, aby zmniejszyć pobór mocy w okresach wysokiego zapotrzebowania na energię. Obejmują one między innymi szczytowe obciążenie fabryk lub masowe korzystanie z systemów klimatyzacji w upalne letnie dni.
Co to jest inteligentna sieć?
W konwencjonalnym układzie sieci energia jest generowana przez duże obiekty, a następnie przekazywana do odbiorców w jednym kierunku przepływu energii. W sieci inteligentnej wytwarzanie energii jest rozdzielane zarówno pomiędzy duże elektrownie, jak i mniejsze zakłady produkcyjne, w większości pochodzące z odnawialnych źródeł energii. W najszerszym zakresie domowe generatory fotowoltaiczne mogą być częścią inteligentnej sieci. Wbudowane technologie informacyjno-komunikacyjne zapewniają wymagane możliwości informacyjne do kontroli stabilności sieci.
Dlaczego magazynowanie energii jest tak ważne w inteligentnych sieciach?
Jednym z celów inteligentnych sieci jest wykorzystanie jak największej ilości energii odnawialnej, która jest bardzo zmienna i wymaga lokalnego magazynowania energii w celu buforowania wyprodukowanej energii do ciągłego wykorzystania. Jednym z preferowanych typów magazynowania energii jest chemia litowo-jonowa, ponieważ akumulatory litowo-jonowe doskonale nadają się do częściowego rozładowania lub użytkowania cyklicznego. Ich niewielka waga i stosunkowo szeroki zakres temperatur sprawiają, że idealnie nadają się do tworzenia dużych magazynów energii, a także rozproszonych źródeł energii.
Dlaczego konieczne jest golenie pików?
Infrastruktura produkcji i dystrybucji energii musi być dostosowana do szczytowego zapotrzebowania. Jeśli zapotrzebowanie szczytowe jest znacznie wyższe niż średnie, sieci będą musiały być przewymiarowane, a zatem zwrot z inwestycji dla dostawców będzie dłuższy.
Co więcej, nagłe zmiany zapotrzebowania na obciążenie mogą powodować niestabilność częstotliwości sieci i napięcia, prowadząc do pogorszenia jakości sieci zasilającej, a co za tym idzie, do dalszych kosztów dla dostawcy. Operatorzy sieci są zatem chętni do znalezienia sposobów na uzyskanie „ogolonej krzywej”; z drugiej strony użytkownicy, którzy mogą wdrożyć program ograniczania szczytów, zwykle otrzymują rabat na rachunki za energię.
Jak działa funkcja UPS Peak Shading?
Najłatwiejszym sposobem zmniejszenia poboru mocy z sieci przez zasilacz UPS jest wyłączenie stopnia prostownika AC/DC i przełączenie na zasilanie akumulatorowe. Zmagazynowana energia będzie zatem zasilać odbiorniki przez łącze DC UPS przez wymagany czas. Aby zapewnić prawidłowe działanie, moc baterii musi być dobrana na wymagany czas podtrzymania po awarii zasilania plus wymagany czas golenia szczytowego. Ta technika jest również znana jako „Passive Grid Tie”. Bardziej złożona implementacja wykorzystuje prostowniki dwukierunkowe, dzięki czemu UPS może odrzucać energię do sieci w schematach „Active Grid Tie”.
Aktywne powiązania są bardziej elastyczne, jeśli chodzi o dostarczanie różnych ilości energii w czasie, z drugiej strony wymagają dodatkowego sprzętu i logiki sterowania, oprócz podlegania lokalnym przepisom dotyczącym powiązań sieciowych. Logika sterowania dla zakresu golenia szczytów, od prostego włączania/wyłączania, z zewnętrzną jednostką dyspozytorską włączającą tę funkcję, do zaawansowanego algorytmu UPS, monitorującego jakość sieci zasilającej i odpowiednio sterującego systemem w celu dostosowania poboru mocy.
Co na horyzoncie dla systemów UPS w nadchodzących latach?
UPS będzie coraz bardziej osadzony w sieciach elektroenergetycznych i będzie odgrywał ważną rolę w świecie Internetu Rzeczy. Wraz z rozprzestrzenianiem się inteligentnych sieci na całym świecie, podobnie jak usługi bezprzerwowe, będą wymagały od UPS obsługiwania zarówno dużych obiektów, jak i budynków mieszkalnych. Energia jest dominującym elementem gospodarki o obiegu zamkniętym, a producenci zasilaczy UPS są proszeni o zmniejszenie swojego wpływu na środowisko poprzez skupienie się na ograniczeniu zużycia energii i emisji CO2 w całym cyklu ich życia oraz ustanowieniu strategii ponownego życia i recyklingu. Ten wschodzący rynek oferuje interesujące możliwości w wielu branżach, takich jak centra danych, przemysł i opieka zdrowotna. EverExceed w ostatnim czasie opracował i wdrożył rozwiązania UPS w zakresie 10-400kVA z możliwością buforowania mocy, zasilające sprzęt medyczny.
Ograniczając moc wejściową do wartości reżimu, zasilacze UPS zapewniają, że częste szczyty energii pochłaniane przez sprzęt MRI lub skanery CT nie są pobierane przez zakład użyteczności publicznej. Użytkownicy końcowi mogą zatem odpowiednio zmniejszyć swoje zapotrzebowanie na energię i wyposażenie poprzedzające, osiągając w ten sposób trwałe znaczne oszczędności na rachunkach za energię.
