Magazynowanie energii w trybie black start: falowniki hybrydowe, takie jak magazynowanie energii, zdolne do rozruchu w trybie black start? Przed chwilowymi przerwami w dostawie prądu i przerwami w dostawie prądu

Większość falowników nie obsługuje rozruchu automatycznego. W przypadku niektórych falowników możliwe jest ich uruchomienie poprzez ładowanie oddzielnego akumulatora przed włączeniem falownika. Nie zawsze jest to jednak możliwe i zależy od typu falownika.

Nowa generacja falowników hybrydowych z czarnym startem jest wyposażona w urządzenie przełączające do zasilania rezerwowego, dzięki czemu wybrani odbiorcy mogą w dalszym ciągu otrzymywać zasilanie awaryjne w przypadku awarii zasilania. Ten „prąd zastępczy” umożliwia inwerterowi hybrydowemu możliwość rozruchu czarnego. Dostępne jest również ładowanie energią słoneczną, w ramach którego akumulator jest ładowany w trakcie awarii sieci, aby zapewnić odbiorcom energię elektryczną.

Seria falowników hybrydowych Fronius Prim GEN24 Plus

Seria falowników hybrydowych Fronius Prim GEN24 Plus umożliwia rozruch w trybie black start – Zdjęcie: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Seria falowników hybrydowych Fronius Prim GEN24 Plus umożliwia rozruch w trybie black start.

Inwerter hybrydowy GoodWe o mocy 5–10 kW ET Plus

Hybrydowy falownik do domu i magazynowania energii – od GoodWe – Zdjęcie: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Inwerter hybrydowy GoodWe serii 5-10KW ET Plus z funkcją zasilania awaryjnego wysokiego napięcia (UPS). W przypadku awarii zasilania przełączenie następuje w ciągu 10 milisekund, aby zagwarantować nieprzerwane zasilanie podłączonych odbiorców.

Trójfazowe falowniki hybrydowe serii GoodWe ET-Plus zostały opracowane w celu zapewnienia stabilnego przepływu mocy podłączonym odbiorcom. Urządzenia te posiadają trójfazowe wyjście zasilania awaryjnego o prądzie trójfazowym i zakresie mocy 5 kW, 6,5 kW, 8 kW i 10 kW.

Szeroki zakres napięcia akumulatora od 180 V do 550 V umożliwia elastyczną kompatybilność z wieloma systemami akumulatorów litowych dostępnymi na rynku.

Moc przychodząca generatora fotowoltaicznego może być nawet o 30% wyższa od mocy znamionowej. Dzięki temu uzyskuje się lepszy uzysk energii w gorące i bardzo zimne dni. Funkcja UPS (zasilanie awaryjne) umożliwia przełączenie w ciągu 10 milisekund w przypadku awarii zasilania. Falownik posiada także otwarty interfejs zarządzania baterią, który spełnia wymagania niektórych dostawców energii.

Falownik hybrydowy GoodWe jest wyposażony w złącze akumulatora wysokiego napięcia i dwa niezależnie niezależne trackery MPP, co stanowi kompletny pakiet. To urządzenie można aktualizować za pomocą aplikacji GoodWe PV Master, a dane są przesyłane do bezpłatnego portalu GoodWe SEMS za pośrednictwem zintegrowanego interfejsu Wi-Fi.

Czy falowniki HUAWEI mają możliwość zasilania awaryjnego?

Nie, w tej chwili nic nie wiemy, czy i kiedy coś się wydarzy w tej kwestii.

Czy technologia mikroinwerterowa Enphase jest w stanie zapewnić zasilanie awaryjne?

W przeciwieństwie do falownika szeregowego, który rejestruje wszystkie podłączone moduły fotowoltaiczne (centralnie), w zdecentralizowanym systemie fotowoltaicznym każdy moduł fotowoltaiczny jest połączony z mikroinwerterem Enphase.

Więcej na ten temat tutaj:

• Nowość i innowacyjność: Zdecentralizowany i modułowy system solarny typu plug & play – inny niż wszystkie

Kontroler systemu IQ firmy Enphase nie jest jeszcze dostępny w Niemczech. Ale powinno nadejść w tym roku (2023). Wykrywa awarię sieci energetycznej i płynnie przełącza dom z zasilania sieciowego na zasilanie rezerwowe.

Dodatkowo, dzięki nowemu mikroinwerterowi Enphase IQ8, system fotowoltaiczny jest w stanie zapewnić zasilanie awaryjne w przypadku przerwy w dostawie prądu bez konieczności magazynowania baterii.

Mikroinwerter jest dostępny w czterech wersjach: jako wersja zasilana wyłącznie energią słoneczną, bez funkcji zasilania awaryjnego oraz jako wersja podtrzymująca działanie światła słonecznego, z możliwością pracy poza siecią bez magazynowania baterii. System jest również dostępny w połączeniu z małą baterią w wersji zapasowej Home Essentials oraz z dużą pamięcią masową w wersji z pełną niezależnością energetyczną. Wszystkie trzy ostatnie rozwiązania poza siecią muszą być wyposażone w sterownik systemu Enphase, aby zapewnić energię słoneczną do domu podczas przerwy w dostawie prądu.

Czarny start to przywrócenie pracy elektrowni lub części sieci energetycznej po całkowitym lub częściowym wyłączeniu, bez konieczności korzystania z zewnętrznej sieci elektroenergetycznej.

Energia potrzebna do ponownego uruchomienia elektrowni może pochodzić z znajdującego się na miejscu generatora rezerwowego. Alternatywnie, jeśli wymagana jest duża ilość energii elektrycznej, w celu uruchomienia systemu można wykorzystać linię łączącą z inną elektrownią. Po uruchomieniu głównych jednostek wytwórczych będzie można ponownie podłączyć sieć przesyłową i przywrócić obciążenia elektryczne.

Moc czarnego rozruchu można zabezpieczyć w drodze umowy, na mocy której określony dostawca energii otrzymuje wynagrodzenie za dostarczanie mocy rozruchowej w razie potrzeby. Nie wszystkie elektrownie nadają się do dostarczania energii rozruchowej do sieci.

Możliwość rozruchu awaryjnego jest szczególnie ważna w przypadku rozległych przerw w dostawie prądu, umożliwiających przywrócenie działania sieci energetycznej. Zwykle moc potrzebna do uruchomienia jednostki wytwarzania energii pobierana jest z sieci. Energia jednostek wytwórczych zdolnych do rozruchu autonomicznego może być następnie wykorzystana do uruchomienia jednostek wytwórczych, które nie mają zdolności do rozruchu autonomicznego.

W przeciwieństwie do elektrowni wodnych, elektrownie cieplne wymagają wysokiego poziomu energii (elektrycznej) na własne potrzeby, zanim będą mogły samodzielnie dostarczyć energię elektryczną lub cieplną. Jeśli blok elektrowni węglowej lub elektrowni jądrowej zostanie wyposażony w jednostkę rozruchu czarnoskórego o wystarczającej mocy, zdolność rozruchu czarnoskórego można uzyskać również dla całego systemu. Są to zazwyczaj turbiny gazowe, które uruchamiane są w trybie blackstartu, wykorzystując energię z akumulatorów lub generatorów diesla. Generatory diesla i tak są często obecne w elektrowniach jądrowych ze względu na redundancję, ponieważ nawet po awaryjnym wyłączeniu reaktora (lub po prostu regularnym wyłączeniu) nadal występuje ciepło zanikowe, które musi zostać rozproszone przez chłodziwo. Awaria tego systemu była jednym z aspektów, które doprowadziły do ​​awarii nuklearnej w Fukushimie. W każdej sieci wystarczająca liczba elektrowni musi być wyposażona w funkcję rozruchu awaryjnego, aby zapewnić możliwość szybkiego ponownego uruchomienia sieci po awarii sieci.

Elektrownia z rozruchem czarnym powinna mieć specjalne cechy:

• Powinna być w stanie szybko się uruchomić: jeśli blackstart zajmie dużo czasu, elektrownia nie będzie w stanie pomóc w ponownym uruchomieniu uszkodzonej sieci; Inne elektrownie mogłyby mu pomóc na starcie – jego zdolność do czarnego startu jest wtedy bezużyteczna.
• Musi być w stanie działać niezależnie od zewnętrznych źródeł zasilania: nie tylko proces wytwarzania czystej energii, ale także inne wymagania dodatkowe muszą działać niezależnie od sieci (centrum sterowania, systemy telefoniczne i komunikacyjne z operatorami sieci i zarządzaniem, podstacjami itp.) . W razie potrzeby możliwa jest praca wyspowa z podsiecią (zaopatrzenie ważnych odbiorców, takich jak policja, szpital, straż pożarna, THW).
• Dodatkowo elektrownia typu blackstart powinna być w stanie wytrzymać duży prąd rozruchowy, jeżeli nie było możliwości wcześniejszego odłączenia jej od sieci.
• Powinien mieć elastyczne zachowanie podczas uruchamiania.

Przykłady (bezpośrednich) elektrowni czarnostartowych stosowanych w Niemczech to:

• Elektrownie wodne, w tym elektrownie przepływowe, elektrownie magazynowe i szczytowo-pompowe,
  elektrownie z turbiną gazową, a także w połączeniu z innymi rodzajami elektrowni, takimi jak elektrownie jądrowe lub elektrownie węglowe.
  Zgodnie z monitorowaniem zgodnie z art. 35 EnWG, w Niemczech istnieją (stan na 2020 r.) 174 systemy (bloki elektrowni lub turbiny) zdolne do rozruchu awaryjnego, z których każdy ma moc nominalną netto co najmniej 10 MW.
• W Austrii istnieją ogółem 32 potwierdzone elektrownie działające w trybie czarnostartu i nieznana liczba niepotwierdzonych elektrowni czarnostartowych. Jednak w przypadku wielu potwierdzonych elektrowni nie jest publicznie wiadomo, o które konkretnie elektrownie chodzi. Najbardziej znane i największe z nich to elektrownie szczytowo-pompowe Malta i Kaprun o mocy odpowiednio 850 i 813 MW.

Nie wszystkie systemy wytwarzania energii nadają się do rozruchu awaryjnego. Turbiny wiatrowe nie zawsze nadają się do rozruchu czarnego, ponieważ w razie potrzeby wiatr może nie być dostępny. Turbiny wiatrowe, minielektrownie wodne lub mikroelektrownie wodne są często podłączone do generatorów indukcyjnych, które nie są w stanie zapewnić energii elektrycznej potrzebnej do przywrócenia pracy sieci. System czarnego rozruchu musi być również stabilny podczas pracy z dużym obciążeniem biernym długiej linii przesyłowej. Wiele stacji przekształtnikowych wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC) nie może zasilać „martwej” sieci, ponieważ wymagają one energii komutacyjnej z sieci po stronie obciążenia. System HVDC oparty na modulacji szerokości impulsu (PWM) z przetwornikiem źródła napięcia nie ma tego ograniczenia.

Głównym powodem, dla którego elektrownie cieplne rzadko mają zdolność do rozruchu awaryjnego, jest kurczenie się i skracanie wału turbiny podczas ochładzania się od temperatury roboczej do temperatury otoczenia. Następnie utknie w obudowie i nie można go obrócić ani usunąć; Aby ponownie uruchomić elektrownię, należy ją najpierw podgrzać, aby mogła ponownie swobodnie się obracać, zanim będzie mogła przepłynąć przez nią gorąca para.

W przypadku wyłączenia elektrowni cieplnej rozpoczyna się nagrzewanie wału turbiny w odpowiednim czasie, aby elektrownia mogła zostać ponownie uruchomiona w planowanym terminie.