Μονάδες Αυτοπαραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας σε Απομονωμένη Λειτουργία (island mode)
Οι μηχανές αερίου είναι κατάλληλες για απομονωμένη λειτουργία (island mode) ως μονάδες αυτοπαραγωγής ενέργειας, οι οποίες συμβάλλουν στην υποστήριξη των αποδόσεων μιας εγκατάστασης, είτε από μόνες τους, είτε ως μέρος ενός ευρύτερου μικροδικτύου. Η απομονωμένη λειτουργία (island mode) σχετίζεται με σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν ανεξάρτητα από το εθνικό ή τοπικό δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η απομονωμένη λειτουργία διαθέτει δύο βασικές μορφές:
- Αυτόνομες γεννήτριες που δεν είναι συνδεδεμένες στο ηλεκτρικό δίκτυο.
- Γεννήτριες συνδεδεμένες στο δίκτυο ηλεκτρισμού σε παράλληλη λειτουργία, οι οποίες μπορούν να παράγουν ανεξάρτητη ενέργεια σε περίπτωση βλάβης του δικτύου ηλεκτρισμού.
Διάγραμμα μικροδικτύου σε island mode και λειτουργίες island mode
Ένας μεγάλος αριθμός μονάδων ΣΗΘ εγκαθίστανται χωρίς ηλεκτρική σύνδεση με κάποιο εξωτερικό σύστημα ηλεκτρισμού. Αυτό οφείλεται συχνά στην απομακρυσμένη τοποθεσία της μονάδας, στην αναξιοπιστία του τοπικού δικτύου ηλεκτρισμού ή σε τακτικές διακοπές παροχής ηλεκτρικού ρεύματος.
Αυτές οι μονάδες βρίσκονται σε «απομονωμένη λειτουργία» (island mode). Έχουν το πλεονέκτημα της αποφυγής του κόστους εγκατάστασης εξωτερικών συνδέσεων μονάδων, αλλά πρέπει να διαχειρίζονται την παροχή και την κατανάλωση ενέργειας χωρίς συμπληρωματικές ή εφεδρικές προμήθειες. Οι ρυθμοί φόρτωσης που εφαρμόζονται στη γεννήτρια από τα μηχανήματα της μονάδας πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον σχεδιασμό μονάδων παραγωγής που τροφοδοτούνται με αέριο. Αυτές οι μονάδες συνήθως απαιτούν υψηλό επίπεδο δυναμικότητας προκειμένου να διασφαλίζεται η διαθεσιμότητα ισχύος ανά πάσα στιγμή. Ωστόσο, πολλές από τις εγκαταστάσεις που διαθέτουν μονάδες ΣΗΘ σε παράλληλη λειτουργία έχουν επίσης τη δυνατότητα να λειτουργούν σε απομονωμένη λειτουργία. Αυτό τους παρέχει την ιδιαίτερα χρήσιμη ικανότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στις εγκαταστάσεις όταν το τοπικό σύστημα ηλεκτρισμού έχει υποστεί βλάβη.
Ορισμένες εγκαταστάσεις θεωρούν ότι η μονάδα ΣΗΘ τους δεν απαιτεί την εγκατάσταση εφεδρικών διατάξεων για χρήση σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης. Εάν έχει προγραμματιστεί μια περίοδος απομονωμένης λειτουργίας, είναι σχετικά απλό να διασφαλιστεί ότι η ζήτηση των εγκαταστάσεων έχει οριστεί σε ένα επίπεδο, το οποίο δεν υπερβαίνει την καθαρή απόδοση ισχύος της μονάδας ΣΗΘ. Μόλις καθοριστεί αυτό, η σύνδεση με το τοπικό σύστημα αποσυνδέεται με διακόπτη κυκλώματος. Οι εγκαταστάσεις μπορούν στη συνέχεια να λειτουργούν σε απομονωμένη λειτουργία, με την απόδοση ΣΗΘ να ρυθμίζεται έτσι ώστε να ικανοποιεί τη ζήτηση των εγκαταστάσεων.
Η μετάβαση από παράλληλη σε απομονωμένη λειτουργία μπορεί να συμβεί στιγμιαία όταν το σύστημα παροχής της περιοχής διακόπτεται. Σε αυτήν την περίπτωση, θα πρέπει να είναι δυνατό για τη μονάδα ΣΗΘ να συνεχίσει να παρέχει φορτίο στην εγκατάσταση χωρίς διακοπή, υπό την προϋπόθεση ότι το φορτίο της μπορεί να περιοριστεί άμεσα στο επίπεδο απόδοσης της μονάδας ΣΗΘ. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με τη χρήση εξοπλισμού παρακολούθησης και ελέγχου φορτίου, ο οποίος μπορεί αυτόματα να αποσυνδέσει επιλεγμένα μέρη του φορτίου της εγκατάστασης. Εάν δεν μπορεί να επιτευχθεί αυτός ο περιορισμός φορτίου, η μονάδα ΣΗΘ συνήθως διακόπτει τη λειτουργία της όταν υπάρχει κάποια βλάβη στο τοπικό σύστημα, με το οποίο λειτουργεί παράλληλα. Στη συνέχεια, η εγκατάσταση χάνει όλες τις προμήθειες ενέργειάς της. Ωστόσο, εφόσον το σύστημα της μονάδας διαθέτει εγκαταστάσεις για την αποσύνδεση επιλεγμένων κυκλωμάτων τροφοδοσίας, η μονάδα ΣΗΘ μπορεί να επανεκκινηθεί γρήγορα ούτως ώστε να παρέχει ισχύ στην εγκατάσταση έως και στη μέγιστη απόδοση. Αυτό συνήθως απαιτεί άμεση δράση από το προσωπικό των ηλεκτρολόγων μηχανικών της μονάδας ούτως ώστε να μπορούν να χειριστούν τους διακόπτες κυκλώματος σύμφωνα με μια προκαθορισμένη διαδικασία.
Είναι επίσης απαραίτητο για τη μονάδα ΣΗΘ να είναι εξοπλισμένη με μια εφεδρική πηγή ενέργειας, ώστε να είναι δυνατή η επανεκκίνησή της σε περίπτωση απουσίας κάποιας εξωτερικής πηγής ενέργειας. Αυτή η εφεδρική πηγή ενέργειας συνήθως περιλαμβάνει μια μικρή γεννήτρια ντίζελ σε κατάσταση αναμονής. Εάν η μονάδα διαθέτει άλλες εγκαταστάσεις παραγωγής σε κατάσταση αναμονής, είναι δυνατό να παρέχεται ενέργεια από αυτές τις πηγές για την επανεκκίνηση της μονάδας ΣΗΘ.
Απαιτήσεις της απομονωμένης λειτουργίας
Σε κάθε περίπτωση, η εγκατάσταση πρέπει να περιλαμβάνει τα ακόλουθα:
- Ένα μέσο διάχυσης της θερμικής θερμότητας που παράγεται από τη ΣΗΘ, συνήθως έναν ειδικό ψύκτη ξηρού αέρα, ο οποίος τροφοδοτείται με ηλεκτρισμό και ελέγχεται από τη μονάδα ΣΗΘ.
- Μια ασφαλή παροχή αερίου, πάντα στην απαιτούμενη πίεση, διασφαλίζοντας ότι οι όποιες αυτόματες αντιπυρικές σωληνοειδείς βαλβίδες, στο σημείο όπου είναι τοποθετημένες, δε χρησιμοποιούνται σε συνθήκες απώλειας δικτύου, διαφορετικά πρέπει να διασφαλίσετε ότι η παροχή αερίου ΣΗΘ βρίσκεται μπροστά από τέτοιες βαλβίδες.
- Ένα μέσο ελέγχου φορτίου τόσο για την απόρριψη όσο και για την εφαρμογή φορτίου με ελεγχόμενο τρόπο, ώστε αυτό να μην υπερβαίνει τα όρια των βημάτων φόρτισης των κατασκευαστών μηχανών. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει από κάποια χειροκίνητη εφαρμογή φορτίου μέχρι ένα πλήρως αυτόματο σύστημα απόρριψης/εφαρμογής φορτίου.
- Ένα σύστημα γείωσης για τη γεννήτρια ΣΗΘ ώστε να διασφαλίζει ότι οι γειωμένες διαδρομές σφάλματος διατηρούνται ακόμη και σε φάσεις απομονωμένης λειτουργίας.
Θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη οι περιορισμοί ως προς τη διακύμανση τάσης και συχνότητας των συνδεδεμένων φορτίων της μονάδας, καθώς αυτό θα μπορούσε να περιορίσει περαιτέρω τη απόρριψη/φόρτωση βημάτων της ΣΗΘ.
Εάν θα θέλατε να μάθετε περισσότερα, μπορείτε να επικοινωνήσετε με το γραφείο της Clarke Energy της περιοχής σας.
Εξωτερικοί σύνδεσμοι
Κανονισμοί της Νιγηρίας σχετικά με τις μονάδες αυτοπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
