Đây là thứ sẽ cứu rỗi nhân loại: lưới điện microgrid vừa xanh sạch, ổn định lại vừa hồi phục nhanh chóng

Nếu ta muốn để lại một quốc tế xanh sạch sẽ và đẹp mắt cho con cháu đời sau thì ngay giờ đây, trái đất phải khắc phục được nạn biến hóa khí hậu, gây ra bởi việc đốt nguyên vật liệu hóa thạch nhiều trăm năm nay. Để làm được điều đó, hiển nhiên là ta phải khắc phục từ căn nguyên yếu tố : hạn chế hoặc tốt hơn là ngừng trọn vẹn việc đốt nguyên vật liệu hóa thạch .

Để làm được điều đó, ta phải tạo ra được một nguồn năng lượng thay thế khác và câu trả lời đang nằm ngay trước mắt ta: đó chính là điện. Ta phải tìm ra được cách sản xuất điện mà không phải đốt nhiên liệu và kết nối mọi thứ, MỌI THỨ vào lưới điện chung. Ta cần một lưới điện “xanh sạch” hơn.

Không chỉ thế, ta cần một mạng lưới điện ổn định hơn. Một khi mà mọi bệnh viện, trung tâm lưu trữ dữ liệu mà đột ngột mất điện, thiệt hại cả người và tài sản sẽ không đong đếm được. Nguồn năng lượng từ gió hay Mặt Trời thì lại dựa dẫm nhiều vào thời tiết, mà thời tiết thì vốn thất thường. Vấn đề vẫn nằm ở việc ta có thể “ổn định” được lưới điện mỗi khi trái gió trở trời hay không.

Và cuối cùng, ta cần một lưới điện có thể phục hồi nhanh chóng. Khi mà thiên tai xảy ra, điện đột nhiên mất thì ta cần những hệ thống hiện dự phòng có thể hoạt động ngay lập tức.


Nếu bệnh viện mất điện và không thể phục hồi nhanh chóng, đó sẽ là thảm họa cho hàng ngàn người.
Nếu bệnh viện mất điện và không hề phục sinh nhanh gọn, đó sẽ là thảm họa cho hàng ngàn người .
Xây dựng được một mạng lưới điện của tương lai quả là một thử thách khó khăn vất vả, bởi nó gồm cả ba thử thách nhỏ hơn vừa nêu bên trên .
Đừng lo ngại ! Ta đang nắm trong tay một công nghệ tiên tiến như vậy, một giải pháp duy nhất hoàn toàn có thể thỏa mãn nhu cầu được cả ba điều kiện kèm theo nêu trên. Đó là microgrid, tạm dịch là ” lưới điện nhỏ ” .

Vậy microgrid là gì?

Trên kim chỉ nan, thì một lưới điện ( grid ) gồm có nguồn nguồn năng lượng, thiết bị sử dụng nguồn năng lượng, dây để nối giữa hai thứ này và một mạng lưới hệ thống giải quyết và xử lý TT để điều khiển và tinh chỉnh hàng loạt những thành phần trong lưới điện .
Micro có nghĩa là nhỏ, vì vậy microgrid sẽ là lưới điện nhỏ và độc lập. Nhiều tòa nhà hợp lại sẽ thành một microgrid, một tòa nhà riêng lẻ thì sẽ là một ” nanogrid “, thậm chí còn bạn với một tấm pin Mặt Trời treo trên sống lưng, một chiếc điện thoại cảm ứng cắm sạc vào nguồn điện ấy thì bạn đã là một ” picogrid ” .

Cơ quan nghiên cứu và điều tra GTM đếm được trên toàn nước Mỹ có ” 1.900 lưới điện microgrid cả cơ bản và tiến tiến, cả đang hoạt động giải trí và đang trong quy trình tiến độ lên kế hoạch “, họ Dự kiến rằng mảng này sẽ còn tăng trưởng vững mạnh nữa trong những năm sắp tới. Đa số những microgrid hiện tại đều là những lưới đinệ cơ bản với một máy phát, nhưng số lượng microgrid tiên tiến và phát triển đang Open ngày một nhiều .

Trên đất Mỹ, phải kể đến ba microgrid này:

Microgrid đặt tại khu nhà ở Marcus Garey ở Brooklyn, Thành Phố New York .

Microgrid đặt trên hòn đảo Alcatraz .


Microgrid tại Trang trại Stone Edge, Sonoma, California .


Microgrid cung cấp điện cho người nghèo

Một số microgrid sống sót độc lập với lưới điện chung, thường thì chúng được đặt tại những khu vực hẻo lánh. Những microgrid độc lập này thường có ngân sách kiến thiết xây dựng rẻ và là một giải pháp cung ứng điện nhanh gọn tới những hộ dân thiếu điện. Mục tiêu của microgrid kiểu này là cung ứng điện nhanh gọn chứ không phải càng lớn càng tốt, nhưng ta trọn vẹn hoàn toàn có thể lan rộng ra được quy mô của chúng .

Những microgrid được kết nối vào mạng lớn có thể tự cô lập mình, tự phát điện cho mình

Đa số những microgrid, nhất là ở những vương quốc giàu sang, đều được liên kết vào lưới điện chung. Tất cả những ví dụ nêu trong bài đều tương thích với khái niệm này .
Điểm đặc biệt quan trọng của microgrid là ta hoàn toàn có thể bật một cái công tắc nguồn và khiến cái microgrid này cô lập với hàng loạt lưới điện chung, hiệu quả dành riêng cho lúc mất điện toàn mạng lưới hệ thống. Bằng cách này, những hạ tầng được liên kết với microgrid sẽ có điện dự trữ để hoạt động giải trí trong trường hợp khẩn cấp .

Microgrid vẫn đang nằm trong giai đoạn đầu phát triển

Nó chưa thể trở thành trọng tâm của việc chuyển giao nguồn năng lượng từ nguồn năng lượng đốt nguyên vật liệu hóa thạch sang nguồn năng lượng điện được. Nó cần phải thỏa mãn nhu cầu ba điều kiện kèm theo lớn đã nêu đầu bài viết : đó là xanh sạch hơn, đáng an toàn và đáng tin cậy và có năng lực hồi sinh nhanh .
Hiện tại, hầu hết những microgrid trên quốc tế đều sử dụng máy phát điện chạy dầu diesel, hiển nhiên là không xanh rồi. Chúng chỉ được bật lên khi mạng lưới điện tổng tắt ngóm, điều này khiến chúng không thực sự đáng đáng tin cậy. Một điều nữa : không phải ai cũng được liên kết với lưới điện microgrid, không phải ai cũng có điện sử dụng .

Bước tiếp theo là phải đa dạng hóa được microgrid

Công nghệ phát triển theo từng ngày, cớ sao microgrid lại không được thừa hưởng những thành quả công nghệ tuyệt diệu ấy? Trước hết, ta có những cách thức kết hợp khả thi này:

– Điện đang là trọng tâm của mọi thứ công nghệ tiên tiến, chúng đã dễ điều khiển và tinh chỉnh và dễ vận dụng hơn rất nhiều .
– Thiết bị phát điện đang nhỏ hơn, rẻ hơn, hiệu suất cao hơn và phong phú hơn : ta có điện Mặt Trời, ta có điện từ sức gió, từ khí tự nhiên, từ pin nguồn năng lượng dự trữ. Một điểm nhấn đặc biệt quan trọng : pin Mặt Trời đang rẻ hơn khi nào hết .
– Cách thức tàng trữ nguồn năng lượng cũng dễ tiếp cận với giá tiền rẻ hơn nhiều. Lưới điện microgrid tại Trang trại Stone Edge nói trên có đủ những loại pin khác nhau để tàng trữ điện : pin Natri ion, pin điện phân gồm sắt và nước mặn, pin kẽm bromua, pin lithium sắt phốt-phát, …
– Các ứng dụng mới, công nghệ tiên tiến trí tuệ tự tạo tích hợp machine learning để tạo ra một mạng lưới hệ thống điều tiết nguồn năng lượng hài hòa và hợp lý .
Thiết kế mưu trí phối hợp với một mạng lưới hệ thống điều khiển và tinh chỉnh cũng mưu trí sẽ tạo nên một lưới điện hiệu suất cao vô cùng. Hơn hết, nó sẽ thõa mãn ba điều kiện kèm theo lớn nêu trên .

Microgrid phải kết hợp được với mạng lưới điện lớn

Một microgrid mưu trí sẽ hoàn toàn có thể liên kết được với mạng điện tổng, tạo ra một mạng lưới hệ thống thông suốt từ mạng lưới hệ thống cung ứng tới từng hộ dân được liên kết. Nếu làm được như vậy, nhà quản lý mạng lưới điện vương quốc sẽ bớt đi một lượng lớn việc làm .
Lượng tài liệu tới từ từng cá thể sử dụng điện sẽ là rất lớn, nhưng khi từng microgrid giải quyết và xử lý thông tin riêng rẽ, kết hợp thành từng khối thông tin nhỏ phối hợp vào mạng lớn, thì khối lượng việc làm sẽ giảm đi đáng kể .
Những nhà quản trị lưới điện sẽ sử dụng những khối thông tin này để cho ra những dịch vụ như tàng trữ nguồn năng lượng khi giá tiền đang rẻ, phân phối đều điện khi giá tiền lên quá cao, bản thân họ sẽ hoàn toàn có thể trở thành những đơn vị chức năng dự trữ điện hoặc tuyệt vời hơn, là tinh chỉnh và điều khiển tần số cũng như điện áp của hàng loạt lưới điện .

Để dẫn đến mục đích cuối cùng: một lưới điện khổng lồ là sự kết hợp của các microgrid

Một microgrid thông minh có thể tạo ra nguồn năng lượng sạch, rẻ và đáng tin cậy cho toàn bộ những đơn vị sử dụng điện nằm trong nó. Bản thân nó có thể cung cấp cho mạng lưới điện lớn những dịch vụ vừa nói ở trên.


Nhưng khi phối hợp những microgrid nhỏ ấy lại thành một mạng lưới điện khổng lồ duy nhất, ta sẽ có một lưới điện bảo vệ và hiệu suất cao, hơn hẳn phương pháp lưới điện tập trung chuyên sâu như hiện tại. Microgrid hoàn toàn có thể vô hiệu trọn vẹn những xí nghiệp sản xuất điện khổng lồ, những đường điện truyền tải lớn, đưa quyền trấn áp tới những đơn vị chức năng nhỏ hơn, dễ tinh chỉnh và điều khiển hơn .
Microgrid sẽ xử lý được ba yếu tố lớn nhất đó là điện sạch, điện đáng an toàn và đáng tin cậy và điện có năng lực hồi sinh cao. Một mũi tên trúng một ” đàn ” chim 3 con .