Ein von Microgrid Knowledge definiertes Mikronetz ist ein autarkes Energiesystem, das ein bestimmtes geografisches Gebiet versorgt, beispielsweise einen Universitätscampus, einen Krankenhauskomplex, ein Geschäftszentrum oder eine Nachbarschaft. Es umfasst verschiedene verteilte Energieressourcen, darunter Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, kombinierte Wärme- und Stromerzeugung und Generatoren, um Strom zu erzeugen. Darüber hinaus verfügen viele Mikronetze jetzt über eine Energiespeicherung, typischerweise durch Batterien und Akkus Einige verfügen sogar über Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Diese Mikronetze sind mit nahegelegenen Gebäuden verbunden und versorgen ihre Kunden über fortschrittliche Software und Steuerungssysteme mit Strom und in einigen Fällen mit Wärme und Kühlung.

Was Mikronetze einzigartig macht, sind ihre drei Hauptmerkmale. Erstens sind Mikronetze lokal ausgerichtet, das heißt, sie erzeugen Energie für Kunden in der Nähe. Dies unterscheidet sie von großen zentralen Netzen, die Strom über große Entfernungen übertragen, was zu Ineffizienzen und Energieverlusten führt. Durch die Stromerzeugung in der Nähe derjenigen, die sie versorgen, können Mikronetze diese Probleme überwinden Ineffizienzen. Sie können ihre Generatoren in der Nähe oder innerhalb von Gebäuden oder im Fall von Sonnenkollektoren auf Dächern installieren.

Zweitens sind Mikronetze in der Lage, unabhängig vom zentralen Netz zu arbeiten. Diese Inselfähigkeit ermöglicht es ihnen, ihre Kunden bei Ausfällen aufgrund von Stürmen oder anderen Katastrophen mit Strom zu versorgen. Das zentrale Netz, insbesondere in den USA, ist aufgrund seiner umfangreichen Übertragungs- und Verteilungsinfrastruktur anfällig für Ausfälle Leitungen, die sich über Millionen von Kilometern erstrecken. Der Stromausfall im Nordosten von 2003 veranschaulichte die Verwundbarkeit des zentralen Stromnetzes, als ein einzelner Baum, der auf eine Stromleitung fiel, weitreichende Stromausfälle verursachte. Die Inselbildungsfähigkeit von Mikronetzen verhindert solche kaskadierenden Ausfälle und sorgt für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Während Mikronetze die meiste Zeit unabhängig funktionieren können, bleiben sie mit dem zentralen Netz verbunden und bilden eine symbiotische Beziehung. In abgelegenen Gebieten oder Regionen mit einem unzuverlässigen zentralen Netz können Mikronetze jedoch als eigenständige Systeme fungieren. Die fortschrittlichen Mikronetzsysteme sind mit einem intelligenten Mikronetz-Controller ausgestattet, der als zentrales Gehirn dient des Systems. Dieser Controller verwaltet die Generatoren, Batterien und Energiesysteme in der Nähe von Gebäuden mit einem hohen Maß an Komplexität. Er orchestriert verschiedene Ressourcen, um die von den Kunden des Mikronetzes festgelegten Energieziele zu erreichen, unabhängig davon, ob es sich um die Erzielung niedrigster Preise, sauberer Energie oder höchste elektrische Zuverlässigkeit handelt.

Da es sich bei dem Microgrid-Controller um ein softwarebasiertes System handelt, kann er die Energieversorgung auf verschiedene Arten steuern. Beispielsweise kann er Änderungen der Strompreise im zentralen Netz in Echtzeit verfolgen, da die Großhandelspreise für Strom aufgrund von Angebot und Nachfrage tendenziell ständig schwanken. Wenn die Energiepreise günstig sind An einem bestimmten Punkt kann der Controller entscheiden, Strom aus dem zentralen Netz zu kaufen, anstatt Energie aus seinen eigenen Ressourcen zu verwenden. Er könnte die Solarpaneele des Mikronetzes anweisen, seine Batteriesysteme aufzuladen. Umgekehrt kann das Mikronetz seine Batterien entladen, anstatt sich auf die Zentrale zu verlassen, wenn der Netzstrom teuer wird Grid.Dieses intelligente Ressourcenmanagement erhöht die Komplexität und Nuancen des Microgrid-Betriebs und steigert so deren Effizienz und Leistung.

Es ist wichtig zu verstehen, was ein Mikronetz nicht ist. Manche Leute bezeichnen ein einfaches verteiltes Energiesystem wie Solarmodule auf dem Dach fälschlicherweise als Mikronetz. Der Hauptunterschied liegt jedoch in der Fähigkeit eines Mikronetzes, auch dann weiterhin Strom zu liefern, wenn das zentrale Netz ausfällt, was bei einem eigenständigen System der Fall ist Solarmodule können dies nicht tun. Ebenso werden einfache Backup-Generatoren, die in Notfällen eingesetzt werden, nicht als Mikronetze klassifiziert. Mikronetze hingegen sind rund um die Uhr in Betrieb und verwalten und versorgen ihre Kunden aktiv mit Energie.

Mikronetze gibt es schon seit mehreren Jahrzehnten, sie werden hauptsächlich von Hochschulen und dem Militär genutzt. Daher ist die Gesamtzahl der Mikronetze noch relativ klein, wächst aber stetig. Marktprognosen von Guidehouse (ehemals Navigant) gehen davon aus, dass der Mikronetzmarkt bis 2028 39,4 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Die Installation von Mikronetzen dürfte sich beschleunigen, da die Kosten für verteilte Energieressourcen sinken und die Bedenken hinsichtlich der elektrischen Zuverlässigkeit aufgrund schwerer Stürme, Cyberangriffe und anderer Bedrohungen weiter zunehmen. Die weltweite Mikronetzkapazität wird bis 2028 voraussichtlich 19.888,8 MW erreichen, ein deutlicher Anstieg gegenüber den 3.480,5 MW im Jahr 2019. Mit der zunehmenden Verbreitung von Mikronetzen bieten sie eine zuverlässige und effiziente Lösung, um den Energiebedarf lokaler Gebiete zu decken und die Widerstandsfähigkeit des gesamten Energiesystems zu verbessern.

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