微電網中,各種能源在不同季節、不同時段中協同運行,多能互補也成為埃格島電力系統的最佳配置。得益于較高的緯度,夏季的埃格島可以享受較長時間的日照,再加上夏季雨水較少,光伏系統的利用率也隨之提高。受天氣影響,風電和水電在夏季的出力狀況不甚理想,居民全天的電力消費都來自光伏和儲能電池,只有在游客增多等少數情況下,備用的柴油發電機才開始供電。到了冬季,島上降雨增多,三臺小型水力發電機成為主要的電力來源。埃格島微電網的控制系統可以監測發電設施的運行,優化電池的充放電循環,并且在電力短缺時自動啟動柴油發電機。
微電網極大地提升了埃格島的電力消費品質。微電網建成之前,居民靠自家的柴油發電機供電,在支付高昂成本的同時,還要忍受設備的噪音和空氣污染。島上的柴油依靠渡輪運輸,儲備有限的住戶會面臨斷電的風險。如今,微電網保證了埃格島的不間斷供電,每年超過90%的電力消費都來自可再生能源,二氧化碳的排放量也降低了接近一半。另一方面,島上的微電網展示了出色的經濟性。整個項目的設計和建設成本約為166萬英鎊,而跨海架設電網的成本則高達400多萬;目前,埃格島的電力價格仍高于英國的平均水平,但已經比過去降低了60%。風、光、水、儲的有效整合使居民擺脫了化石能源的限制,埃格島的經驗也證明,離網型海島微電網可以滿足現代生活的電力需求。
分布式能源在偏遠區域微電網的應用
除了可以改善現有的供電系統外,離網型微電網還是無電地區實現電力普及的重要一環。國際能源署(IEA)的數據顯示,截至2014年,全球仍有12億人缺乏電力供應。在印度,無電人口的數量達到2.4億,約占印度人口總數的20%,其中絕大部分人生活在偏遠的農村地區,這給印度政府的全國電氣化計劃帶來不小的的技術和經濟性挑戰。比哈爾邦(Bihar)是印度電力缺口最大的邦之一,全邦79%的農村家庭無電可用,其中超過一半的家庭沒有接入電網;其他所謂的“通電”家庭則依賴于單一的柴油發電機,這使得該區域對柴油特別依賴,提高了用能成本并造成了空氣污染。
以光伏作為主、柴油發電機作為備用的分布式能源系統可以解決這些偏遠地區的用電問題。印度理工學院的研究人員為農村家庭開發了光伏微電網,包括一塊125瓦的太陽能電池板、1千瓦時的儲能電池、控制箱和直流家電。不同于普通的交流用電,這套戶用微網以直流電運行,避免了光伏、電池和家電之間交直流轉換引起的能量損失。整套系統的成本比架設電網的方式更低,供電也更加可靠。已經接入市政電網的家庭也可以將其作為優質的備用電源,免除電網頻繁斷電帶來的困擾。同時,研究人員也開發了覆蓋多戶家庭的500瓦和7.5千瓦的微電網。目前,這套系統已經為超過4000戶的農村家庭提供了電力。在比哈爾邦的農村社區,分布式光伏、儲能電池與已有的柴油發電機構成微電網系統,為用戶提供可靠電力的同時也降低了用電成本,在柴油價格走高之時,光伏的替代作用使系統的經濟性更加出眾。目前,印度大多數的微電網和獨立供電系統仍采用柴油發電機,但成本日趨下降的分布式光伏和因地制宜的小型水電、風電設施正逐漸凸顯出經濟和環境效益,這在農村地區顯得尤為重要。離網型微電網將在印度的電氣化進程中起到關鍵作用,這項技術也值得向全球的其他無電地區推廣。
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