Het snel toenemende energieverbruik door datacenters, elektrische voertuigen en kunstmatige intelligentie (AI) vereist de invoering van innovatieve energiestrategieën, zoals gedistribueerde energiebronnen en microgrids. Deze bieden haalbare oplossingen voor een veerkrachtigere, responsievere energie-infrastructuur.
Een microgrid integreert opwekking ter plaatse, zoals de lineaire generator van Mainspring en zonne-PV, met energieopslag, elektriciteitsdistributie, apps, analyses en software voor commerciële en industriële faciliteiten.
Afbeelding: Schneider Electric
Van pv magazine USA
Het Amerikaanse energienetwerk staat onder ongekende druk, gedreven door de stijgende vraag van datacenters die kunstmatige intelligentie (AI) ondersteunen en de snelle adoptie van elektrificatie en elektrische voertuigen (EV's). Naarmate deze twee sectoren groeien, stuwen hun gecombineerde energiebehoeften het energieverbruik van het land naar nieuwe hoogten, waardoor het netwerk zich moet aanpassen om moderne technologische en milieuambities te ondersteunen.
De snelle vooruitgang van AI-aangedreven datacenters alleen al zal naar verwachting verantwoordelijk zijn voor 8% van het totale energieverbruik van de VS in 2030, tegen 3% in 2022, terwijl het energieverbruik van EV-infrastructuur ook dramatisch stijgt. Deze trend heeft de noodzaak om het energienet te versterken vergroot, zodat het kan voldoen aan de eisen van een digitaal verbonden, geëlektrificeerde toekomst. Het voldoen aan deze stijgende energievereisten en tegelijkertijd de stabiliteit van het net behouden, is geen geringe prestatie. Het vereist het aannemen van innovatieve energiestrategieën zoals gedistribueerde energiebronnen (DER's) en microgrids, die haalbare oplossingen bieden voor een veerkrachtigere, responsievere energie-infrastructuur.
Datacenters, elektrische voertuigen en de groeiende complexiteit van het elektriciteitsnet
De transformatie van energie-infrastructuur is met name urgent op plekken als "data center alley" in Virginia, waar de vraag naar energie piekt. Datacenters, de levensader van AI en cloud computing, zijn geclusterd in zulke gebieden, waardoor de capaciteit van het elektriciteitsnet tot het uiterste wordt gedreven. Ondertussen oefent de toename van elektrische voertuigen een vergelijkbare druk uit op lokale netwerken, aangezien de vraag naar oplaadinfrastructuur voor elektrische voertuigen explodeert, met name in gebieden met een hoge dichtheid zoals Los Angeles en de Bay Area.
Deze dubbele druk van AI en EV's weerspiegelt niet alleen een behoefte aan meer energie; het compliceert ook de logistiek van de distributie van energie, vooral omdat nutsbedrijven streven naar het verminderen van koolstofemissies en het versterken van de veiligheid van het net. Extreme weersomstandigheden en klimaatimpact hebben de noodzaak van een veerkrachtig net dat zowel verwachte als plotselinge vraag aankan, verder onderstreept. De evolutie van het net stopt echter niet bij het toevoegen van capaciteit, het vereist een wendbaar, gedistribueerd model dat lokale stroomopwekking en snelle reactie op vraagschommelingen ondersteunt.
De rol van microgrids in een veerkrachtige toekomst
Microgrids zijn essentiële hulpmiddelen geworden in de zoektocht naar een duurzamer, veerkrachtiger energiesysteem. In tegenstelling tot traditionele grids die afhankelijk zijn van grote, gecentraliseerde elektriciteitscentrales, werken microgrids als zelfstandige netwerken die elektriciteit ter plaatse kunnen genereren, opslaan en gebruiken. Dit vermogen stelt hen in staat om onafhankelijk van het hoofdnet te blijven opereren tijdens stroomuitval of wanneer de vraag naar energie toeneemt. Microgrids bieden ook de flexibiliteit om hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind te integreren, wat goed aansluit bij de doelstellingen voor koolstofreductie en tegelijkertijd een laag van energieonafhankelijkheid toevoegt.
Microgrids zijn ontworpen om drie belangrijke voordelen te bieden: het verzekeren van energiebestendigheid, het verbeteren van de voorspelbaarheid van kosten en het integreren van schone energiebronnen. Bijvoorbeeld, het smart grid van JFK Airport, met zonne-energie en batterijopslag op locatie, biedt energieback-up tijdens verstoringen, wat aantoont hoe kritieke infrastructuur de activiteiten kan handhaven, zelfs wanneer het centrale netwerk hapert. Dergelijke modellen benadrukken de waarde van microgrids als een oplossing voor faciliteiten en gemeenschappen die zichzelf willen versterken tegen uitval en instabiliteit van het netwerk.
De inzet van microgrids is ook een aantrekkelijke economische kans. Door lokaal energie op te wekken en op te slaan, krijgen organisaties en gemeenschappen controle over energiekosten, verminderen ze de afhankelijkheid van externe energie en kunnen ze zelfs overtollige energie terugverkopen aan het hoofdnet. Voor faciliteiten die operaties met een hoge vraag beheren, zoals datacenters, voegen deze mogelijkheden betrouwbaarheid toe en ondersteunen ze tegelijkertijd duurzaamheid door hernieuwbare energie te gebruiken.
Het overwinnen van barrières voor brede acceptatie van microgrids
Ondanks hun potentieel, worden microgrids geconfronteerd met obstakels die hun brede acceptatie in commerciële, industriële en infrastructuurtoepassingen hebben beperkt. Regelgevingscomplexiteit, hoge initiële kosten en een gebrek aan gestandaardiseerde systemen hebben de schaalbaarheid van microgrids belemmerd. In tegenstelling tot zonne- of windprojecten die profiteren van federale prikkels en gestroomlijnde regelgeving, variëren microgrid-beleidslijnen sterk per staat, wat onzekerheid creëert voor investeerders en exploitanten. Huidige microgrid-projecten zijn vaak op maat ontworpen, wat resulteert in langere implementatietijdlijnen en aanzienlijke kosten, doorgaans variërend van $ 2 tot 5 miljoen per megawatt.
Om deze obstakels te overwinnen, onderzoeken energievernieuwers nieuwe financiële modellen zoals "energy as a service" (EaaS), die microgrids financieel toegankelijker kunnen maken door kosten over tijd te spreiden en de expertise in te brengen om complexiteit en risico verder te beheren. De introductie van gestandaardiseerde, modulaire microgridoplossingen zal naar verwachting ook de industrie transformeren. Door vooraf ontworpen, vooraf geteste systemen te gebruiken met geïntegreerde batterijopslag en energiebeheersoftware, kan de implementatie van microgrids worden verkort van jaren tot maanden, waardoor zowel de kosten als de complexiteit worden verlaagd. Deze standaardoplossingen kunnen helpen de implementatie van microgrids in verschillende industrieën op te schalen, van openbare infrastructuur tot particuliere bedrijven, waardoor ze haalbaar worden voor een breder scala aan gebruikers.
Een gedecentraliseerd, veerkrachtig energielandschap visualiseren
Het net van de toekomst zal waarschijnlijk een gedecentraliseerd netwerk van microgrids en DER's zijn, die dynamisch de stroombelasting kunnen beheren, het gebruik van hernieuwbare energie kunnen optimaliseren en de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen kunnen verminderen. Deze transformatie kan een aanpasbaar systeem creëren dat niet alleen voldoet aan de energiebehoeften van datacenters en EV-infrastructuur, maar dat ook op een duurzame en efficiënte manier doet. Het decentraliseren van de energieopwekking, door gemeenschappen en faciliteiten in staat te stellen hun eigen energie te produceren en beheren, zal ook nationale doelen voor decarbonisatie, economische groei en energiezekerheid ondersteunen.
De reis naar een duurzame, veerkrachtige energie-infrastructuur is zowel een noodzaak als een kans. Door microgrids en andere DER's te benutten, kan de VS een netwerk bouwen dat niet alleen sterker is, maar ook slimmer en in staat om te voldoen aan de dynamische eisen van een door AI aangestuurde, geëlektrificeerde toekomst. Deze energietransitie, hoewel uitdagend, vertegenwoordigt een cruciaal moment om opnieuw te definiëren wat het netwerk kan zijn, ervoor te zorgen dat het innovatie ondersteunt, bestand is tegen de druk van klimaatverandering en ons voortstuwt naar een tijdperk van schone energie dat even veerkrachtig als efficiënt is.
Jana Gerber is microgrid president, Noord-Amerikaanse regio voor Schneider Electric. Ze is verantwoordelijk voor de groei van de commerciële microgrid-business in Noord-Amerika en het ondersteunen van klanten in hun duurzaamheids- en veerkrachtreizen.
Rohan Kelkar is de executive vice president van Schneider Electric's Power Products global business. Met meer dan twee decennia ervaring in het leiden van multinationals, leidt Rohan het elektrische distributieportfolio van de divisie, verantwoordelijk voor het promoten van innovatieve oplossingen en het leveren van duurzamere, efficiëntere, verbonden en circulaire producten op de markt.
De standpunten en meningen in dit artikel zijn van de auteur en weerspiegelen niet noodzakelijk die van pv tijdschrift.
Deze content is auteursrechtelijk beschermd en mag niet worden hergebruikt. Als u met ons wilt samenwerken en een deel van onze content wilt hergebruiken, neem dan contact op met: editors@pv-magazine.com.
Bron van pv tijdschrift
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt onafhankelijk van Chovm.com door pv-magazine.com verstrekt. Chovm.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten. Chovm.com wijst uitdrukkelijk elke aansprakelijkheid af voor inbreuken met betrekking tot het auteursrecht op inhoud.
