Penyimpanan energi saat terjadi pemadaman listrik (black start): Apakah inverter hibrida dan sistem penyimpanan energi mampu melakukan black start? Perlindungan terhadap pemadaman listrik sementara dan pemadaman total

Sebagian besar inverter tidak mampu melakukan black start. Pada beberapa inverter, black start dapat dilakukan dengan mengisi daya baterai terpisah sebelum menghidupkan inverter. Namun, hal ini tidak selalu memungkinkan dan bergantung pada jenis inverter.

Inverter hibrida generasi baru yang mampu melakukan black-start (menyalakan kembali daya saat listrik padam) memiliki sakelar transfer daya cadangan, yang memungkinkan beban tertentu untuk terus menerima daya darurat selama pemadaman listrik jaringan. Daya cadangan ini memungkinkan inverter hibrida untuk mampu melakukan black-start. Pengisian daya tenaga surya juga didukung, memungkinkan baterai untuk terus mengisi daya selama pemadaman listrik jaringan untuk memasok daya ke beban.

Seri Inverter Hibrida Fronius Prim GEN24 Plus

Seri inverter hibrida Fronius Prim GEN24 Plus memiliki kemampuan black start – Gambar: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Seri inverter hibrida Fronius Prim GEN24 Plus mampu melakukan black start (menyalakan mesin dalam kondisi mati total).

Inverter Hibrida GoodWe 5-10KW Seri ET Plus

Inverter hibrida untuk rumah dan penyimpanan energi – dari GoodWe – Gambar: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Inverter Hibrida GoodWe 5-10kW seri ET Plus memiliki fungsi daya cadangan tegangan tinggi (UPS). Jika terjadi pemadaman listrik, peralihan dalam waktu 10 milidetik memastikan pasokan daya tanpa gangguan untuk perangkat yang terhubung.

Inverter hibrida tiga fasa seri GoodWe ET-Plus dirancang untuk menjamin pasokan daya yang stabil untuk beban yang terhubung. Perangkat ini memiliki output daya darurat tiga fasa dengan arus tiga fasa dan rentang daya 5 kW, 6,5 kW, 8 kW, dan 10 kW.

Rentang tegangan baterai yang luas, yaitu 180 V hingga 550 V, memungkinkan kompatibilitas yang fleksibel dengan beberapa sistem baterai lithium yang ada di pasaran.

Output generator PV yang masuk dapat melebihi output nominal hingga 30%. Hal ini menghasilkan efisiensi energi yang lebih baik baik pada hari-hari panas maupun sangat dingin. Fungsi UPS (catu daya tak terputus) memungkinkan peralihan dalam waktu 10 milidetik jika terjadi pemadaman listrik. Inverter ini juga memiliki antarmuka manajemen baterai terbuka, yang memenuhi persyaratan beberapa penyedia energi.

Inverter hibrida GoodWe dilengkapi dengan koneksi baterai tegangan tinggi dan dua pelacak MPP terpisah dan independen, sehingga menawarkan paket lengkap. Perangkat ini dapat diperbarui melalui aplikasi GoodWe PV Master, dan datanya dikirimkan ke portal GoodWe SEMS gratis melalui antarmuka Wi-Fi terintegrasi.

Apakah inverter HUAWEI mampu menyediakan daya darurat?

Tidak, saat ini kami belum memiliki informasi mengenai apakah dan kapan akan ada pengumuman terkait hal ini.

Apakah teknologi sistem tenaga surya Enphase dengan mikroinverter mampu menyediakan daya darurat?

Berbeda dengan inverter string yang memantau semua modul surya yang terhubung secara terpusat, dalam sistem surya terdesentralisasi, setiap modul surya dikombinasikan dengan mikro-inverter Enphase.

Lebih lanjut tentang itu di sini:

• Baru & inovatif: Sistem tenaga surya plug & play yang terdesentralisasi dan modular – berbeda dari yang lain.

Pengontrol Sistem Enphase IQ belum tersedia di Jerman, tetapi diperkirakan akan dirilis tahun ini (2023). Pengontrol ini mendeteksi ketika jaringan listrik utama mengalami kegagalan dan secara otomatis mengalihkan daya rumah dari jaringan listrik utama ke daya cadangan.

Selain itu, dengan mikroinverter Enphase IQ8 yang baru, sistem tenaga surya mampu memasok daya darurat jika terjadi pemadaman listrik tanpa memerlukan sistem penyimpanan baterai.

Mikroinverter tersedia dalam empat versi: versi tenaga surya murni tanpa daya darurat, versi Sunlight Backup yang mampu beroperasi di luar jaringan listrik tanpa penyimpanan baterai, versi Home Essentials Backup dengan unit penyimpanan baterai kecil, dan versi Full Energy Independence dengan unit penyimpanan baterai besar. Ketiga solusi di luar jaringan listrik ini memerlukan Enphase System Controller untuk memasok tenaga surya ke rumah selama pemadaman listrik.

Black start adalah pemulihan operasi pembangkit listrik atau sebagian jaringan listrik setelah pemadaman total atau sebagian, tanpa harus menggunakan jaringan transmisi listrik eksternal.

Energi yang dibutuhkan untuk menghidupkan kembali pembangkit listrik dapat berasal dari generator siaga di lokasi. Alternatifnya, jika dibutuhkan listrik dalam jumlah besar, saluran penghubung ke pembangkit listrik lain dapat digunakan untuk mengaktifkan pembangkit tersebut. Setelah unit pembangkit utama beroperasi, jaringan transmisi listrik dapat dihubungkan kembali dan beban listrik dapat dipulihkan.

Pasokan daya untuk memulai kembali sistem (black start) dapat dipastikan melalui perjanjian di mana pemasok energi tertentu dibayar untuk menyediakan daya black start saat dibutuhkan. Tidak semua pembangkit listrik cocok untuk menyediakan daya black start ke jaringan listrik.

Kemampuan black start sangat penting selama pemadaman listrik yang meluas untuk memulihkan jaringan energi. Biasanya, daya yang dibutuhkan untuk menghidupkan unit pembangkit diambil dari jaringan listrik. Energi dari unit pembangkit yang mampu melakukan black start kemudian dapat digunakan untuk menghidupkan unit pembangkit yang tidak mampu melakukan black start.

Tidak seperti pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga termal membutuhkan tingkat energi (listrik) yang tinggi untuk penggunaan sendiri sebelum dapat menghasilkan output listrik atau termal. Dengan menambahkan unit yang mampu melakukan black-start dengan kapasitas yang cukup ke unit pembangkit listrik tenaga batu bara atau nuklir, kemampuan black-start dapat dicapai untuk seluruh sistem. Ini biasanya melibatkan turbin gas yang dihidupkan menggunakan energi dari baterai atau generator diesel selama black-start. Generator diesel seringkali ada di pembangkit listrik tenaga nuklir untuk alasan redundansi, karena panas sisa peluruhan dihasilkan bahkan setelah penghentian reaktor dalam keadaan darurat (atau bahkan selama penghentian reguler), yang harus dihilangkan oleh pendingin. Kegagalan sistem ini adalah salah satu faktor yang menyebabkan kecelakaan reaktor Fukushima. Setiap jaringan listrik harus dilengkapi dengan sejumlah pembangkit listrik yang mampu melakukan black-start untuk memastikan pengaktifan kembali jaringan yang cepat setelah kegagalan jaringan.

Pembangkit listrik yang mampu melakukan black start (menyalakan mesin kembali tanpa daya) harus memiliki karakteristik khusus:

• Pembangkit listrik tersebut harus mampu memulai kembali dengan cepat: Jika proses black start memakan waktu lama, maka pembangkit listrik tersebut tidak dapat membantu menghidupkan kembali jaringan listrik yang kolaps; pembangkit listrik lain mungkin sudah dapat membantunya selama proses start-up – kemampuan black start-nya menjadi tidak berguna.
• Sistem ini harus mampu beroperasi secara independen dari sumber daya listrik eksternal: Tidak hanya proses pembangkitan listrik murni, tetapi juga kebutuhan pendukung lainnya harus berfungsi secara independen dari jaringan listrik (pusat kendali, sistem telepon dan komunikasi dengan operator dan manajemen jaringan, gardu induk, dll.). Jika perlu, pengoperasian terisolasi dengan sub-jaringan dimungkinkan (memasok konsumen penting seperti polisi, rumah sakit, pemadam kebakaran, THW [Badan Federal untuk Bantuan Teknis]).
• Selain itu, pembangkit listrik yang mampu melakukan black start harus mampu menahan arus start yang tinggi jika tidak memungkinkan untuk memutusnya dari jaringan listrik sebelumnya.
• Seharusnya memiliki perilaku startup yang fleksibel.

Contoh pembangkit listrik yang digunakan di Jerman yang mampu melakukan black start (langsung) adalah:

• Pembangkit listrik tenaga air, termasuk pembangkit listrik aliran sungai, pembangkit listrik penyimpanan, pembangkit listrik penyimpanan terpompa, dan
  pembangkit listrik turbin gas, juga dikombinasikan dengan jenis pembangkit listrik lainnya seperti pembangkit listrik tenaga nuklir atau batubara.
  Menurut pemantauan berdasarkan Pasal 35 Undang-Undang Industri Energi Jerman (EnWG), terdapat (pada tahun 2020) 174 pembangkit listrik (unit pembangkit listrik atau turbin) yang mampu melakukan black-start di Jerman, masing-masing dengan daya keluaran bersih minimal 10 MW.
• Di Austria, terdapat total 32 pembangkit listrik yang telah dikonfirmasi mampu melakukan black-start dan sejumlah pembangkit listrik yang belum dikonfirmasi kemampuannya. Namun, untuk banyak pembangkit listrik yang telah dikonfirmasi, model spesifiknya tidak diketahui secara publik. Yang paling terkenal dan terbesar di antaranya adalah pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa Malta dan Kaprun dengan kapasitas masing-masing 850 MW dan 813 MW.

Tidak semua fasilitas pembangkit listrik cocok untuk black start. Turbin angin tidak selalu cocok untuk black start karena angin mungkin tidak tersedia saat dibutuhkan. Turbin angin, pembangkit listrik tenaga air mini, atau pembangkit listrik tenaga air mikro sering dihubungkan ke generator induksi yang tidak mampu memasok daya untuk memulihkan jaringan listrik. Sistem black start juga harus stabil saat beroperasi dengan beban reaktif yang besar dari saluran transmisi yang panjang. Banyak stasiun konverter arus searah tegangan tinggi (HVDC) juga tidak dapat memasok daya ke jaringan listrik yang "mati" karena memerlukan daya komutasi dari jaringan listrik di sisi beban. Sistem HVDC berbasis modulasi lebar pulsa (PWM) dengan konverter sumber tegangan tidak memiliki batasan ini.

Salah satu alasan utama mengapa pembangkit listrik tenaga termal jarang mampu melakukan black start adalah karena penyusutan dan pemendekan poros turbin ketika mendingin dari suhu operasinya ke suhu lingkungan. Poros tersebut kemudian macet di dalam casing dan tidak dapat diputar atau dilepas; untuk menghidupkan kembali pembangkit listrik, poros tersebut harus dipanaskan terlebih dahulu agar dapat berputar bebas kembali sebelum uap panas dapat mengalir melaluinya.

Ketika pembangkit listrik tenaga termal dimatikan, poros turbin dipanaskan tepat waktu sehingga pembangkit listrik dapat dihidupkan kembali pada waktu yang direncanakan.