Il modo in cui utilizziamo oggi i sistemi UPS è cambiato molto. I miglioramenti tecnologici nell'efficienza, versatilità e flessibilità degli UPS hanno permesso a Borri di avvicinarsi ad applicazioni UPS non standard come peaking shaving e power buffering. Queste tecniche sono a loro volta legate alla capacità dei sistemi UPS di soddisfare la domanda di integrazione nelle Smart Grid.
In questo articolo, diamo uno sguardo più da vicino a come funziona il peak shaving e perché le smart grid sono un campo di applicazione ad alto potenziale per i produttori di UPS. Per fare ciò, abbiamo risposto ad alcune delle domande più comuni quando si parla di UPS Peak Shaving e della loro integrazione con le reti intelligenti.
Cos'è il picco di rasatura?
Il peak shaving è un insieme di tecniche volte a mantenere la curva di domanda di energia elettrica il più piatta possibile nell'arco della giornata e dell'anno, annullando i picchi. I consumatori di energia con capacità di peak shaving interagiranno con la rete di alimentazione, al fine di diminuire il loro assorbimento di potenza durante i periodi di alta richiesta di energia. Questi includono, tra gli altri, i picchi di carico di lavoro in fabbrica o l'uso massiccio di sistemi di condizionamento dell'aria nelle calde giornate estive.
Cos'è una rete intelligente?
Nella disposizione della rete convenzionale, l'energia viene generata da impianti di grandi dimensioni e quindi convogliata ai consumatori in un flusso di energia unidirezionale. In una rete intelligente, la produzione di energia elettrica è distribuita tra grandi centrali elettriche e siti di produzione più piccoli, per lo più provenienti da fonti energetiche rinnovabili. Nella misura più ampia, i generatori fotovoltaici residenziali possono far parte di una rete intelligente. Le TIC integrate forniscono la capacità informativa richiesta per il controllo della stabilità della rete.
Perché lo stoccaggio di energia è così importante nelle reti intelligenti?
Uno degli scopi di una rete intelligente è sfruttare quanta più energia rinnovabile possibile, che è molto variabile e richiede un accumulo locale di energia per accumulare l'energia prodotta per un uso costante. Uno dei tipi di accumulo di energia preferiti è la chimica agli ioni di litio, poiché le batterie agli ioni di litio sono particolarmente adatte per la scarica parziale o l'uso ciclico. Il loro peso ridotto e l'intervallo di temperatura relativamente ampio li rendono ideali anche per la creazione di grandi riserve di accumulo di energia, nonché fonti di energia distribuita.
Perché è necessario il peak shaving?
Le infrastrutture di produzione e distribuzione dell'energia devono essere dimensionate in base ai picchi di domanda. Se la domanda di picco è molto superiore alla media, le reti dovranno essere sovradimensionate, quindi il ritorno sull'investimento per i fornitori sarà più lungo.
Inoltre, improvvise variazioni della domanda di carico possono comportare instabilità della frequenza e della tensione di rete, con conseguente deterioramento della qualità della rete e, di conseguenza, ulteriori costi per il fornitore. Gli operatori di rete sono quindi desiderosi di trovare modi per ottenere una "curva rasata"; d'altra parte, agli utenti che sono disponibili ad implementare un programma di peak shaving, viene solitamente concesso uno sconto sulla bolletta energetica.
Come funziona il peak shaving UPS?
Il modo più semplice per un UPS di ridurre l'assorbimento di potenza dalla rete è quello di disattivare lo stadio raddrizzatore AC/DC e passare all'alimentazione da batteria. L'energia immagazzinata alimenterà quindi i carichi attraverso il collegamento CC dell'UPS per la durata richiesta. Per funzionare correttamente, l'alimentazione della batteria deve essere dimensionata per il tempo di backup richiesto in caso di interruzione di rete più il tempo di picco richiesto per la rasatura. Questa tecnica è nota anche come "Passive Grid Tie". Un'implementazione più complessa utilizza raddrizzatori bidirezionali, in modo che l'UPS possa respingere l'energia sulla rete negli schemi "Active Grid Tie".
I collegamenti attivi sono più flessibili quando si tratta di fornire diverse quantità di energia nel tempo, d'altro canto richiedono ulteriore hardware e logica di controllo, oltre ad essere soggetti alle normative locali sui collegamenti di rete. La logica di controllo per il peak shaving va dal semplice on/off, con un'unità dispatcher esterna che abilita la funzione, al sofisticato algoritmo dell'UPS, monitorando la qualità della rete a monte e comandando di conseguenza il sistema per adattare l'assorbimento di potenza.
Cosa c'è all'orizzonte per i sistemi UPS nei prossimi anni?
Gli UPS saranno sempre più integrati nelle reti elettriche e giocheranno un ruolo importante nel mondo dell'Internet of Things. Man mano che le reti intelligenti si diffondono in tutto il mondo, anche i servizi di continuità si diffonderanno, richiedendo a UPS di eseguire il backup di grandi strutture ed edifici residenziali. L'energia è una componente predominante nell'economia circolare e ai produttori di UPS viene chiesto di ridurre la loro impronta ambientale, concentrando il loro sviluppo sulla riduzione dello sfruttamento di energia e CO2 durante l'intero ciclo di vita e mettendo a punto strategie di seconda vita e riciclaggio. Questo mercato emergente offre interessanti opportunità in molti settori verticali come i data center, l'industria e la sanità. EverExceed ha recentemente sviluppato e implementato soluzioni UPS nella gamma da 10 a 400 kVA con capacità di bufferizzazione dell'alimentazione, fornendo apparecchiature mediche.
Limitando la potenza in ingresso al valore di regime, le unità UPS assicurano che i frequenti picchi di energia assorbiti dalle apparecchiature MRI o dagli scanner CT non siano prelevati dalla pubblica utilità. Gli utenti finali possono quindi ridimensionare di conseguenza il loro fabbisogno energetico e le loro apparecchiature a monte, ottenendo così risparmi sostanziali permanenti nelle loro bollette energetiche.
