Permintaan listrik memasuki periode pertumbuhan baru.
Pusat data yang besar, kendaraan listrik,-pengisian daya berdaya tinggi, dan elektrifikasi industri menambah beban baru yang besar pada sistem tenaga listrik. Tantangannya bukan hanya berapa banyak listrik yang dibutuhkan, tapi jugadi mana dan kapan permintaan itu akan muncul.
Pusat data baru, jalur produksi industri, atau pusat pengisian daya dapat menimbulkan beban besar di satu lokasi. Gardu induk, trafo, dan jaringan distribusi lokal mungkin tidak dirancang untuk tingkat permintaan ini.
Perluasan jaringan listrik tradisional tetap penting, namun jalur transmisi baru, gardu induk, dan peningkatan sambungan memerlukan investasi, perencanaan, perizinan, dan waktu konstruksi yang besar. Energi yang didistribusikan tidak dapat menggantikan jaringan listrik, namun dapat membantu dunia usaha dan jaringan lokal mengelola permintaan sementara infrastruktur yang lebih besar dapat mengejar ketertinggalannya.
Meningkatnya Permintaan Listrik Lokal Melampaui Perluasan Jaringan Listrik
Pusat data yang besar, kendaraan listrik, dan elektrifikasi industri menciptakan permintaan listrik lokal yang semakin terkonsentrasi. Stasiun-pengisian daya yang cepat, perluasan pabrik, dan pusat data dapat dengan cepat mendorong trafo dan sambungan jaringan mendekati batasnya. Namun, gardu induk baru, jalur transmisi, dan peningkatan sambungan sering kali memerlukan perencanaan, persetujuan, dan konstruksi bertahun-tahun. Oleh karena itu, tantangannya bukan hanya menghasilkan lebih banyak listrik, namun juga menyesuaikan permintaan, kapasitas jaringan, dan waktu. Sistem energi terdistribusi dapat membantu mengurangi kesenjangan ini.
Apa saja yang termasuk dalam sistem energi terdistribusi lokal?
Energi yang didistribusikan berfungsi paling baik sebagai sistem terintegrasi daripada kumpulan perangkat independen.
Sistem komersial atau industri pada umumnya dapat mencakup komponen-komponen berikut.
1. Tenaga surya di atap
Sistem fotovoltaik atap menghasilkan listrik dekat dengan tempat konsumsinya.
Untuk pabrik, gudang, bangunan komersial, dan fasilitas data dengan ruang atap yang sesuai,-tenaga surya di lokasi dapat mengurangi impor listrik di siang hari dan menurunkan jumlah listrik yang harus dialirkan ke jaringan lokal.
Namun, keluaran matahari bergantung pada cuaca dan waktu. Ini mungkin tidak sama persis dengan profil permintaan situs, sehingga tenaga surya saja tidak dapat sepenuhnya menyelesaikan masalah-kapasitas atau-beban puncak.
Nilainya meningkat bila dikoordinasikan dengan penyimpanan dan muatan fleksibel.
2. Penyimpanan energi komersial dan industri
Penyimpanan baterai memisahkan waktu pembangkitan dan waktu konsumsi.
Mesin ini dapat mengisi daya ketika produksi tenaga surya tinggi atau permintaan jaringan listrik relatif rendah, kemudian melepaskan daya ketika lokasi tersebut mendekati batas dayanya atau harga listrik meningkat.
Untuk pengguna komersial dan industri, penyimpanan dapat mendukung:
Pencukuran puncak
Pergeseran energi
Konsumsi-tenaga surya sendiri
Daya cadangan
Mengisi daya-dukungan beban
Kekuatan-manajemen kualitas
Mengurangi tekanan-durasi pendek pada transformator dan pengumpan
Hal ini berhubungan langsung dengan pembahasan sebelumnya di"Mengapa Penyimpanan Energi Menjadi Infrastruktur Penting, Bukan Peralatan Opsional."
Penyimpanan menjadi infrastruktur karena memberikan sistem energi lokal sesuatu yang tidak dapat disediakan oleh pembangkit listrik tenaga surya:kendali atas kapan listrik digunakan.
3. Beban terkendali
Tidak semua beban listrik harus beroperasi dengan daya penuh pada waktu yang tetap.
Beberapa proses industri, sistem HVAC, pemanas air, peralatan pendingin, pompa, dan beban pengisian dapat disesuaikan dalam batas pengoperasian yang dapat diterima.
Beban yang terkendali tidak serta merta mengonsumsi lebih sedikit energi. Sebaliknya, sebagian konsumsinya dialihkan pada periode ketika jaringan listrik atau lokasi berada di bawah tekanan.
Contohnya meliputi:
Mengurangi untuk sementara waktu-peralatan penting
Mempercepat permulaan-motor besar
Menyesuaikan kebutuhan pendinginan dalam kisaran suhu yang dapat diterima
Menunda sesi pengisian daya yang dipilih
Menjadwalkan produksi-intensif energi selama periode-permintaan lebih rendah
Fleksibilitas permintaan jenis ini seringkali lebih murah dibandingkan membangun kapasitas pembangkitan dan jaringan yang cukup untuk setiap puncak yang memungkinkan.
4. Fasilitas pengisian EV
Infrastruktur pengisian daya harus diperlakukan sebagai bagian dari sistem energi di lokasi, bukan sebagai beban yang terisolasi.
Pengisian daya yang tidak terkontrol memungkinkan setiap kendaraan menarik daya maksimum setiap kali terhubung. Hal ini dapat menghasilkan puncak yang jauh di atas permintaan normal di lokasi tersebut.
Pengisian daya cerdas malah dapat mengalokasikan daya berdasarkan:
Waktu keberangkatan kendaraan
Status pengisian daya baterai
Prioritas pengisi daya
Tenaga surya yang tersedia
Kapasitas penyimpanan baterai
Batasan koneksi situs
Harga listrik
Untuk depot armada atau{0}}stasiun pengisian truk berat, koordinasi ini dapat secara signifikan mengurangi daya maksimum yang diambil dari jaringan listrik.
Pengisian daya dua arah dapat menciptakan fleksibilitas tambahan dalam aplikasi yang sesuai. Departemen Energi AS mencatat bahwa kendaraan listrik berpotensi menyediakan listrik ke gedung atau jaringan listrik melalui sistem kendaraan-ke-bangunan dan kendaraan-ke-jaringan, melengkapi tenaga surya dan sumber daya terdistribusi lainnya.
5. Manajemen energi EMS
Sistem manajemen energi inilah yang mengubah peralatan terpisah menjadi sistem energi lokal yang terkoordinasi.
EMS memantau pembangkitan, konsumsi, harga listrik, status baterai, permintaan pengisi daya, dan batas jaringan. Ia kemudian memutuskan kapan setiap aset yang dapat dikendalikan harus beroperasi.
EMS praktis dapat mengoordinasikan:
Pembangkit listrik tenaga surya di atap
Pengisian dan pengosongan baterai
Impor dan ekspor jaringan
Beban produksi
Beban bangunan
pengisi daya EV
Cadangan-cadangan daya
Waktu-penggunaan-tarif listrik
Tanpa kontrol yang terkoordinasi, tenaga surya, penyimpanan, dan pengisi daya dapat bekerja berlawanan satu sama lain. Misalnya, baterai dapat diisi dayanya dari jaringan listrik selama periode puncak saat kendaraan juga sedang mengisi daya.
EMS yang efektif mencegah konflik-konflik ini dan mengelola lokasi berdasarkan prioritas yang jelas.
6. Interaksi jaringan
Sistem energi terdistribusi biasanya tetap terhubung ke jaringan listrik yang lebih luas.
Tujuannya bukan untuk beroperasi secara mandiri setiap saat. Tujuannya adalah untuk berinteraksi dengan jaringan listrik secara lebih cerdas.
Tergantung pada peraturan setempat dan kondisi teknis, sistem dapat:
Batasi impor jaringan maksimum
Hindari ekspor tenaga surya yang berlebihan
Menanggapi sinyal permintaan utilitas
Memberikan respons permintaan
Pertahankan kapasitas cadangan
Berpartisipasilah dalam-program dukungan jaringan listrik
Beroperasi sementara sebagai microgrid selama pemadaman listrik
Departemen Energi AS menggambarkan pembangkit listrik virtual sebagai kelompok sumber daya yang terkoordinasi seperti tenaga surya di atap, baterai-di belakang-meter, kendaraan listrik, pengisi daya, gedung pintar, serta beban komersial dan industri yang fleksibel. Jika dikumpulkan dan dikendalikan, sumber daya ini dapat membantu menyeimbangkan pasokan dan permintaan listrik serta memberikan layanan serupa dengan aset listrik konvensional.
Bagaimana energi yang didistribusikan mengurangi tekanan
Manfaat terbesar dari energi terdistribusi bukanlah menghasilkan listrik baru yang tidak terbatas. Hal ini memungkinkan pembangkitan dan kapasitas jaringan yang ada digunakan secara lebih efektif.
Sistem yang terkoordinasi dapat mengurangi tekanan dengan beberapa cara:
- Hasilkan secara lokal:Tenaga surya di atap mengurangi sebagian kebutuhan jaringan listrik siang hari di lokasi tersebut.
- Memindahkan energi sepanjang waktu:Biaya penyimpanan selama-periode permintaan lebih rendah dan habis saat puncak.
- Kontrol saat beban beroperasi:Peralatan fleksibel dan pengisian daya cerdas menghindari permintaan simultan yang tidak perlu.
- Batasi puncak situs:Kontrol EMS menjaga fasilitas tetap dalam batas-impor jaringan yang disepakati.
- Mengurangi tekanan ekspor:Penyimpanan dan kontrol beban menyerap lebih banyak-pembangkit tenaga surya di lokasi.
- Mendukung ketahanan:Baterai dapat mempertahankan beban kritis selama gangguan singkat.
- Berkoordinasi dengan grid:Situs dapat merespons sinyal eksternal alih-alih beroperasi sebagai konsumen pasif.
Langkah-langkah ini dapat membantu menunda beberapa perbaikan lokal, meningkatkan keekonomian proyek, atau memungkinkan muatan baru untuk disambungkan dalam batas yang ada.
Namun, hasilnya sangat bergantung pada desain sistem. Baterai yang berukuran terlalu kecil, jadwal pengisian daya yang tidak direncanakan dengan baik, atau strategi kontrol yang lemah mungkin hanya memberikan sedikit manfaat praktis.
Sebuah contoh sederhana
Pertimbangkan sebuah lokasi industri dengan sambungan jaringan listrik maksimum sebesar 2 MW.
Beban produksi normalnya adalah 1,4 MW. Perusahaan kemudian memasang beberapa fast charger yang bisa menambah 1 MW lagi jika beroperasi secara bersamaan.
Tanpa pengendalian, total kebutuhan bisa mencapai 2,4 MW, melebihi batas sambungan.
Sistem energi lokal dapat merespons dengan:
Memasok sebagian beban siang hari dari tenaga surya atap
Menggunakan penyimpanan baterai selama puncak pengisian daya
Mengurangi daya pengisi daya untuk sementara
Pengisian kendaraan yang mengejutkan
Menggeser beban tidak-kritis yang dipilih
Menjaga total impor jaringan listrik di bawah 2 MW melalui kendali EMS
Sistem ini belum menghilangkan kebutuhan listrik. Hal ini telah mencegah semua permintaan mencapai jaringan listrik pada saat yang bersamaan.
Kesimpulan
Meningkatnya permintaan listrik tidak hanya meningkatkan jumlah listrik yang dibutuhkan dunia. Hal ini juga menciptakan tekanan baru di lokasi tertentu dan wilayah tertentu.
Pusat data memerlukan pasokan listrik yang besar dan stabil. Elektrifikasi industri menambah beban produksi baru. Kendaraan listrik dan-pengisi daya berdaya tinggi menciptakan puncak yang terkonsentrasi. Sementara itu, perluasan jaringan listrik tradisional dapat memakan waktu lebih lama daripada yang diinginkan atau mampu ditunggu oleh banyak proyek komersial.
Sistem energi lokal yang dibangun berdasarkan tenaga surya di atap, penyimpanan komersial dan industri, beban yang dapat dikontrol, pengisian daya cerdas, kontrol EMS, dan interaksi jaringan listrik dapat membantu menutup sebagian dari kesenjangan ini.
Tujuannya bukan untuk mengganti jaringan listrik. Hal ini untuk membuat situs lebih fleksibel, dapat diprediksi, dan lebih mudah untuk dilayani oleh jaringan.
Seperti yang dibahas di"Mengapa Penyimpanan Energi Menjadi Infrastruktur Penting, Bukan Peralatan Opsional,"penyimpanan adalah inti dari transisi ini. Namun penyimpanan memberikan nilai terbesarnya bila dikombinasikan dengan pembangkit listrik lokal, kontrol beban cerdas, dan interaksi jaringan terkoordinasi.
SINELINKmemasok kabel fotovoltaik, konektor, sistem penyimpanan energi komersial dan industri serta komponen terkait untuk proyek energi terdistribusi. Kami mendukung kontraktor, distributor, dan pembeli proyek EPC dengan pemilihan produk, dokumentasi teknis, koordinasi sertifikasi, dan-konfigurasi sistem berbasis proyek.