Definition, evolution, applications and barriers for deployment of microgrids in the energy sector

Zusammenfassung

Das Konzept der Microgrids wird zunehmend realistischer, da durch deren sorgfältigen Entwurf und Betrieb eine Vielzahl von Herausforderungen gelöst werden kann. Die größten Vorteile dabei sind eine sichere Anbindung an das Verteilnetz sowie die Nutzung dezentraler Energieressourcen, die Verringerung von elektrischen Verlusten, kundenspezifisch abgestimmte Qualität der Elektrizitätsversorgung, eine Steigerung der Energieeffizienz sowie die Reduktion von Treibhausgasemissionen. Microgrids sind ein weit verbreitetes Forschungsgebiet in den USA, in Kanada, Japan und in Europa. In diesen Ländern wurden bereits zahlreiche Pilotanlagen entwickelt und gebaut und werden erfolgreich betrieben. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über Definitionen und die Entwicklung des Microgrid-Konzepts, geht auf die jeweils unterschiedlichen Ansätze dazu in den drei Kontinenten ein sowie weiters auf spezifische Probleme, die bereits durch reale Microgrids gelöst werden konnten. Darüber hinaus werden anhand der spanischen Gesetzgebung beispielhaft die größten Barrieren für eine weit verbreitete Einführung von Microgrids dargestellt. Schließlich wird die Rolle der Abteilung Energie von LABEIN-Tecnalia im Bereich von Microgrids dargestellt.

Summary

The Microgrid concept is becoming a reality since its careful design and operation could solve a variety of challenges. The massive interconnection and operation of decentralized energy resources near the loads, electric loss reductions, customized quality of electrical supply to clients, energy efficiency increase and greenhouse gas emissions reduction when electric and thermal loads are supplied by high efficiency generation units (CHP, Combined Heat and Power, or CHCP, Combined Heat, Cool and Power) or renewable energies are their major advantages. Microgrids are a common research topic in USA, Canada, Japan and Europe, where several pilot installations have been specified, designed, built and operated with some other demonstration and research facilities being planned. This paper gives an overview of definitions and evolution of the microgrid concept, the different approaches to microgrids in the three continents, specific problems solved by real microgrids and, as an example, it also analyzes the major barriers actually encountered in the Spanish legislation for their wide deployment. Finally, the role of the Energy Department of LABEIN-Tecnalia in the field of microgrids is described.