Mikronetz, isoliertes Kleinstnetz. OMG verteilte Stromerzeugung!

Wenn wir in allgemeinen Begriffen denken, wurden zu Beginn der Geschichte der Elektrizität (19. Jahrhundert) kleine Stromverteilungsnetze gebaut, um eine kleine Gruppe von Menschen zu versorgen. Dabei handelte es sich um ein „Mikronetz“, ein „kleines“ Netz, das mit Hilfe kleiner Technologien Strom nahe am Endverbraucher, immer in Niederspannung, erzeugte.

Als die Nachfrage stieg, verlagerte sie sich auf komplexere und umfassendere Systeme mit großen Stromerzeugern und großen Verteilern. Dies ist das System im Allgemeinen in den entwickelten Ländern.

Mit der Einführung der erneuerbaren Energien und der „Unberechenbarkeit“ der Produktion, die sie kennzeichnet, hat eine neue elektrische Revolution begonnen. Wenn wir dazu noch die soziale und strukturelle Forderung nach effizienten Systemen und null Emissionen (Agenda 2050 UN ODS7) hinzufügen, sind die Mikronetze wieder ein Thema, über das man sprechen muss, da sie als eine mögliche Antwort auf diese Bedürfnisse präsentiert werden.

Wie funktioniert ein Mikronetz wirklich?

Mikronetze sind intelligente Systeme, die als isoliertes System vom Hauptnetz funktionieren. Sie verfügen über zwei Systembetriebsarten, entweder im verbundenen oder im isolierten Modus.

Der angeschlossene Modus muss mit dem allgemeinen Netzwerk verbunden bleiben. Normalerweise geschieht dies über den Leistungstransformator. Der isolierte Modus soll, wie der Name schon sagt, in einer Insel arbeiten, isoliert vom Hauptnetz.

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Mit anderen Worten, die Existenz dieser beiden Modi entspricht den Konsumbedürfnissen der Endverbraucher. Wenn das System in der Lage ist, genügend Energie zu produzieren, die die Verbraucher benötigen, und es keine Energieüberschüsse oder -engpässe gibt, werden sie isoliert arbeiten.

Andernfalls, wenn dies nicht geschieht, arbeiten sie im verbundenen Modus. Falls die Nachfrage höher ist als die Erzeugung, werden sie die Energie aus dem Hauptnetz zur Versorgung des Endverbrauchers verwenden. Ist das Gegenteil der Fall, d.h. es wird mehr Energie erzeugt als verbraucht, wird die überschüssige Energie von den Speichersystemen aufgenommen, sofern diese ausreichend entladen werden, andernfalls wird sie in das Hauptnetz eingespeist.

Vorteile der verteilten Stromerzeugung oder von Mikronetzen

Niemand kann leugnen, dass es sich um mehrere handelt:

• in vielen Fällen können verteilte Generatoren Strom zu niedrigeren Kosten liefern
• erhöhte Zuverlässigkeit und Sicherheit Energie
• verwendet integrale Mehrgenerationensysteme zur Umsetzung der Effizienz
• da sie sich in der Nähe der Verbrauchsstellen befinden, werden die Netzverluste stark reduziert
• unterstützt die Reduzierung der Spitzennachfrage durch die Lieferung von Energie in Zeiten der Spitzennachfrage
• weniger Umweltbelastung als traditionelle Stromerzeuger durch den Einsatz erneuerbarer Energien

Gegenwärtige Umsetzungsbarrieren

Trotz der Vorteile, die wir in den vorhergehenden Absätzen gesehen haben, gibt es immer noch einige Hindernisse, die überwunden werden müssen, damit sie erfolgreich umgesetzt werden können.

• vielleicht einen besseren rechtlichen Rahmen, um sie zu regeln und ihre Umsetzung zu unterstützen.
• erfordert aufgrund seiner Schaltungsstruktur komplexere Netzschutzsysteme
• Perioden mit hoher Kapitalrendite 
• sowohl die Kommunikationssysteme zwischen den Agenten im Netzwerk müssen schnell und effizient sein
• die Kommunikation zwischen den Agenten ist von großer Komplexität
• wie alles andere, der Erfolg der Mikronetze wird auch durch die Standardisierung der Ausrüstung, aus der das System besteht, herbeigeführt

Referenzen und Ressourcen

• Introduction to Distributed Generation – Virginia Tech
• Renewable and Sustainable Energy Reviews, (Julio 2018) Microgrids: A review of technologies, key drivers, and outstanding issues
• National Renewable Energy Laboratory (October 2017) Grid-Connected Distributed Generation: Compensation Mechanism Basics
• Liu Zhenya (2015) Global Energy Interconnection
• Ingenius. Media, Ricardo David (2014) Microrredes basadas en Electrónica de Potencia: Características, Operación y Estabilidad
• Pexels – Ansel Lee