אגירת אנרגיה להפעלה חוזרת: האם ממירים היברידיים ומערכות אגירת אנרגיה מסוגלים להפעלה חוזרת? הגנה מפני הפסקות חשמל זמניות והפסקות חשמל

רוב הממירים אינם מסוגלים לבצע התנעה ממצב שחור. עם חלק מהממירים, ניתן לבצע התנעה ממצב שחור על ידי טעינת סוללה נפרדת לפני הפעלת הממיר. עם זאת, זה לא תמיד אפשרי ותלוי בסוג הממיר.

הדור החדש של ממירים היברידיים בעלי יכולת הפעלה חוזרת (Back Start) כולל מתג גיבוי להעברת חשמל, המאפשר לעומסים נבחרים להמשיך לקבל חשמל חירום במהלך הפסקת חשמל ברשת. גיבוי זה מאפשר לממיר ההיברידי להיות בעל יכולת הפעלה חוזרת. טעינה סולארית נתמכת גם כן, המאפשרת לסוללה להמשיך להיטען במהלך הפסקת חשמל ברשת כדי לספק חשמל לעומסים.

Fronius Prim GEN24 Plus מהפך היברידי

סדרת הממירים ההיברידיים Fronius Prim GEN24 Plus מסוגלת להתנעה בשחור – תמונה: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

סדרת הממירים ההיברידיים Fronius Prim GEN24 Plus מסוגלת להתנעה בשחיקה.

ממיר היברידי GoodWe 5-10KW סדרת ET Plus

ממיר היברידי לבית ולאגירת אנרגיה – מבית GoodWe – תמונה: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

סדרת GoodWe Hybrid Inverter 5-10kW ET Plus כוללת פונקציית גיבוי חשמל במתח גבוה (UPS). במקרה של הפסקת חשמל, מעבר תוך 10 מילישניות מבטיח אספקת חשמל רציפה למכשירים המחוברים.

סדרת הממירים ההיברידיים התלת-פאזיים GoodWe ET-Plus נועדה להבטיח אספקת חשמל יציבה לעומסים מחוברים. מכשירים אלה כוללים פלט חשמל חירום תלת-פאזי עם זרם תלת-פאזי וטווח הספקים של 5 קילוואט, 6.5 קילוואט, 8 קילוואט ו-10 קילוואט.

טווח מתחי הסוללה הרחב של 180 וולט עד 550 וולט מאפשר תאימות גמישה עם מספר מערכות סוללות ליתיום בשוק.

תפוקת מחולל ה-PV הנכנסת יכולה לעלות על התפוקה הנומינלית בעד 30%. התוצאה היא תפוקת אנרגיה טובה יותר הן בימים חמים והן בימים קרים מאוד. פונקציית ה-UPS (אספקת חשמל ללא הפרעה) מאפשרת מעבר תוך 10 מילישניות במקרה של הפסקת חשמל. לממיר יש גם ממשק ניהול סוללה פתוח, העונה על הדרישות של חלק מספקי האנרגיה.

ממיר האנרגיה ההיברידי של GoodWe מצויד בחיבור סוללה במתח גבוה ובשני עוקבי MPP נפרדים ועצמאיים, ובכך מציע חבילה שלמה. ניתן לעדכן את המכשיר באמצעות אפליקציית GoodWe PV Master, והנתונים מועברים לפורטל GoodWe SEMS החינמי באמצעות ממשק Wi-Fi משולב.

האם ממירים של HUAWEI מסוגלים לספק חשמל לחירום?

לא, כרגע אין לנו מידע האם ומתי יפורסמו פרטים נוספים בנושא זה.

האם טכנולוגיית מערכת השמש Enphase עם מיקרו-אינברטר מסוגלת לספק חשמל לחירום?

בניגוד לממיר סטרינג, אשר מנטר באופן מרכזי את כל המודולים הסולאריים המחוברים, במערכת סולארית מבוזרת כל מודול סולארי משולב עם מיקרו-ממיר Enphase.

מידע נוסף כאן:

• חדש וחדשני: מערכת סולארית מבוזרת ומודולרית מסוג "plug & play" – בניגוד לאחרות

בקר מערכת Enphase IQ אינו זמין עדיין בגרמניה, אך צפוי לצאת לאור השנה (2023). הוא מזהה מתי רשת החשמל תקלה ומעביר בצורה חלקה את הבית מחשמל מהרשת לחשמל גיבוי.

יתר על כן, בעזרת המיקרו-אינברטור החדש Enphase IQ8, המערכת הסולארית מסוגלת לספק חשמל חירום במקרה של הפסקת חשמל ללא צורך במערכת אחסון סוללות.

המיקרו-אינברטר זמין בארבע גרסאות: גרסה סולארית בלבד ללא חשמל חירום, גרסת גיבוי Sunlight המסוגלת לפעולה מחוץ לרשת ללא אחסון סוללה, גרסת גיבוי Home Essentials עם יחידת אחסון סוללה קטנה, וגרסת עצמאות אנרגטית מלאה עם יחידת אחסון סוללה גדולה. שלושת הפתרונות הללו מחוץ לרשת דורשים בקר מערכת Enphase כדי לספק לבית אנרגיה סולארית במהלך הפסקת חשמל.

התחלה שחורה היא שחזור הפעילות של תחנת כוח או חלק מרשת החשמל לאחר כיבוי מלא או חלקי, ללא צורך להזדקק לרשת הולכת חשמל חיצונית.

האנרגיה הנדרשת להפעלת תחנת כוח מחדש יכולה להגיע מגנרטור חירום באתר. לחלופין, אם נדרשת כמות גדולה של חשמל, ניתן להשתמש בקו חיבור לתחנת כוח אחרת כדי להפעיל את התחנה. לאחר שיחידות הייצור העיקריות פועלות, ניתן לחבר מחדש את רשת הולכת החשמל ולחדש את העומסים החשמליים.

ניתן להבטיח חשמל מהתנעה שחורה באמצעות הסכם שבו ספק אנרגיה ספציפי מקבל תשלום עבור אספקת חשמל מהתנעה שחורה בעת הצורך. לא כל תחנות הכוח מתאימות לאספקת חשמל מהתנעה שחורה לרשת החשמל.

יכולת התנעה בשחור חשובה במיוחד במהלך הפסקת חשמל נרחבת כדי לשקם את רשת האנרגיה. בדרך כלל, החשמל הנדרש להפעלת יחידת ייצור נלקח מהרשת. לאחר מכן ניתן להשתמש באנרגיה מיחידות ייצור המסוגלות להתנעה בשחור כדי להפעיל יחידות ייצור שאינן מסוגלות להתנעה בשחור.

בניגוד לתחנות כוח הידרואלקטריות, תחנות כוח תרמיות דורשות רמה גבוהה של אנרגיה (חשמלית) לשימוש עצמי לפני שהן יכולות לספק תפוקה חשמלית או תרמית. על ידי הוספת יחידה המסוגלת להתחיל חשמל במהירות ובקיבולת מספקת ליחידת תחנת כוח פחמית או גרעינית, ניתן להשיג יכולת להתחיל חשמל במהירות עבור המערכת כולה. זה בדרך כלל כרוך בטורבינות גז המופעלות באמצעות אנרגיה מסוללות או גנרטורים דיזל במהלך להתחיל חשמל במהירות. גנרטורים דיזל נמצאים לעתים קרובות בתחנות כוח גרעיניות בכל מקרה מסיבות של יתירות, מכיוון שנוצר חום דעיכה שיורי גם לאחר קריסת כור במצב חירום (או אפילו במהלך כיבוי רגיל), אשר חייב להתפזר על ידי נוזל הקירור. כשל מערכת זו היה אחד הגורמים שהובילו לתאונת הכור בפוקושימה. כל רשת חשמל חייבת להיות מצוידת במספר מספיק של תחנות כוח המסוגלות להתחיל חשמל במהירות כדי להבטיח הפעלה מחדש מהירה של הרשת לאחר כשל ברשת.

תחנת כוח המסוגלת להתנעה בשחור צריכה להיות בעלת מאפיינים מיוחדים:

• עליה להיות מסוגלת להתחיל במהירות: אם ההפעלה השחורה אורכת זמן רב, אז תחנת הכוח לא תוכל לסייע בהפעלה מחדש של רשת חשמל שקרסה; תחנות כוח אחרות כבר יוכלו לסייע לה במהלך ההפעלה - יכולת ההפעלה השחורה שלה תהיה חסרת תועלת.
• עליו להיות מסוגל לפעול באופן עצמאי ממקורות כוח חיצוניים: לא רק תהליך ייצור החשמל הטהור, אלא גם דרישות נלוות אחרות חייבות לפעול באופן עצמאי מהרשת (מרכז בקרה, מערכות טלפון ותקשורת עם מפעיל הרשת וניהוליה, תחנת משנה וכו'). במידת הצורך, פעולה באי עם רשת משנה אפשרית (אספקת צרכנים קריטיים כגון משטרה, בית חולים, מכבי אש, הסוכנות הפדרלית לסעד טכני).
• יתר על כן, תחנת כוח המסוגלת להתנעה בשחור צריכה להיות מסוגלת לעמוד בזרם התנעה גבוה אם לא ניתן היה לנתק אותה מהרשת מראש.
• צריכה להיות לו התנהגות הפעלה גמישה.

דוגמאות לתחנות כוח המשמשות בגרמניה המסוגלות להתנעה ישירה בשחיקה הן:

• תחנות כוח הידרואלקטריות, כולל תחנות נחל, תחנות אגירה, תחנות אגירה שאובה ותחנות
  כוח המופעלות על ידי טורבינות גז, גם בשילוב עם סוגי תחנות כוח אחרים כגון תחנות כוח גרעיניות או פחמיות.
  על פי ניטור לפי סעיף 35 לחוק תעשיית האנרגיה הגרמני (EnWG), ישנן (נכון לשנת 2020) 174 תחנות כוח המסוגלות להפעיל חשמל בשחור (יחידות תחנות כוח או טורבינות) בגרמניה, כל אחת עם תפוקה נטו מדורגת של לפחות 10 מגה-וואט.
• באוסטריה, ישנן בסך הכל 32 תחנות כוח מאושרות המסוגלות להפעיל חשמל בשחור ומספר לא ידוע של תחנות כוח לא מאושרות המסוגלות להפעיל חשמל בשחור. עם זאת, עבור רבות מתחנות הכוח המאושרות, הדגמים הספציפיים אינם ידועים לציבור. הידועות והגדולות ביותר הן תחנות הכוח לאגירת אנרגיה שאובה של מלטה וקפרון, עם קיבולות של 850 מגה-וואט ו-813 מגה-וואט, בהתאמה.

לא כל מתקני ייצור החשמל מתאימים להפעלה בשחור. טורבינות רוח לא תמיד מתאימות להפעלה בשחור מכיוון שהרוח עשויה שלא להיות זמינה בעת הצורך. טורבינות רוח, תחנות כוח הידרואלקטריות מיניאטוריות או תחנות כוח הידרואלקטריות מיקרו מחוברות לעתים קרובות לגנרטורים אינדוקטיביים שאינם מסוגלים לספק חשמל כדי לשקם את הרשת. מערכת ההפעלה בשחור חייבת להיות יציבה גם כאשר היא פועלת עם עומס ריאקטיבי גדול של קו תמסורת ארוך. תחנות ממיר רבות של זרם ישר במתח גבוה (HVDC) גם אינן יכולות להזין לרשת "מתה" מכיוון שהן דורשות חשמל קומוטציה מהרשת בצד העומס. מערכת HVDC מבוססת אפנון רוחב פולס (PWM) עם ממיר מקור מתח אינה כוללת מגבלה זו.

סיבה עיקרית לכך שתחנות כוח תרמיות כמעט ולא מסוגלות לבצע התנעות ללא הפעלה היא התכווצות וקיצור של ציר הטורבינה כאשר הוא מתקרר מטמפרטורת הפעולה שלו לטמפרטורת הסביבה. לאחר מכן הוא נתקע במעטפת ולא ניתן לסובב אותו או להסירו; כדי להפעיל מחדש את תחנת הכוח, יש תחילה לחמם אותה מראש כדי שתוכל להסתובב שוב בחופשיות לפני שהקיטור החם יוכל לזרום דרכה.

כאשר תחנת כוח תרמית מושבתת, ציר הטורבינה מתחמם בזמן כדי שניתן יהיה להפעיל את תחנת הכוח מחדש בזמן המתוכנן.