Armazenamento de energia Black Start: Inversores híbridos gostam de armazenamento de energia capaz de Black Start? Contra falhas temporárias de energia e apagões

A maioria dos inversores não tem capacidade para black start. Com alguns inversores é possível inicializá-los carregando a bateria separada antes de ligar o inversor. Porém, isso nem sempre é possível e depende do tipo de inversor.

A nova geração de inversores híbridos black-start possui um dispositivo de comutação para energia de reserva, para que consumidores selecionados possam continuar a receber energia de emergência em caso de falha de energia. Esta “corrente de substituição” permite que o inversor híbrido seja capaz de dar partida em preto. Também está disponível a recarga solar, na qual a bateria continua a ser carregada durante uma falha na rede para fornecer eletricidade aos consumidores.

Série de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus

A série de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus é compatível com black start - Imagem: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

A série de inversores híbridos Fronius Prim GEN24 Plus é compatível com black start.

Inversor Híbrido GoodWe Série 5-10KW ET Plus

Inversor híbrido para uso doméstico e armazenamento de energia – da GoodWe – Imagem: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

O inversor híbrido GoodWe série 5-10KW ET Plus com função de energia de emergência (UPS) de alta tensão. Em caso de falha de energia, a comutação ocorre em 10 milissegundos para garantir um fornecimento de energia ininterrupto aos consumidores conectados.

Os inversores híbridos trifásicos da série GoodWe ET-Plus foram desenvolvidos para garantir um fluxo de energia estável para os consumidores conectados. Esses dispositivos possuem saída de energia de emergência trifásica com corrente trifásica e faixa de potência de 5 kW, 6,5 kW, 8 kW e 10 kW.

A ampla faixa de tensão da bateria, de 180 V a 550 V, permite compatibilidade flexível com vários sistemas de baterias de lítio disponíveis no mercado.

A potência de entrada do gerador fotovoltaico pode ser até 30% maior que a potência nominal. Isso resulta em melhor rendimento energético em dias quentes e muito frios. A função UPS (energia de emergência) permite a comutação em 10 milissegundos em caso de falha de energia. O inversor também possui uma interface aberta de gerenciamento de bateria, que atende aos requisitos de alguns fornecedores de energia.

O inversor híbrido GoodWe está equipado com uma conexão de bateria de alta tensão e dois rastreadores MPP independentes, oferecendo assim um pacote completo. Este dispositivo pode ser atualizado através do aplicativo GoodWe PV Master e os dados são transmitidos para o portal gratuito GoodWe SEMS através da interface WiFi integrada.

Os inversores HUAWEI são capazes de fornecer energia de emergência?

Não, no momento não sabemos nada sobre se e quando algo acontecerá nesse sentido.

A tecnologia solar do microinversor Enphase é capaz de fornecer energia de emergência?

Ao contrário de um inversor string, que regista todos os módulos solares ligados (centralmente), num sistema solar descentralizado cada módulo solar é combinado com um microinversor Enphase.

Mais sobre isso aqui:

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O IQ System Controller da Enphase ainda não está disponível na Alemanha. Mas deve chegar este ano (2023). Ele detecta quando a rede elétrica cai e muda perfeitamente a casa da energia da rede para a energia de reserva.

Além disso, com o novo microinversor Enphase IQ8, o sistema solar é capaz de fornecer energia de reserva em caso de queda de energia, sem a necessidade de armazenamento de bateria.

O microinversor está disponível em quatro versões: como versão somente solar sem função de energia de emergência e como versão de backup solar com capacidade de operar fora da rede sem armazenamento de bateria. O sistema também está disponível em combinação com um pequeno armazenamento de bateria na versão de backup Home Essentials e com um grande armazenamento como uma versão com total independência energética. Todas as três últimas soluções fora da rede devem ser equipadas com um controlador de sistema Enphase para fornecer energia solar à casa durante uma queda de energia.

Black start é o restabelecimento da operação de uma usina ou parte de uma rede elétrica após um desligamento total ou parcial, sem a necessidade de recorrer à rede externa de transmissão de energia.

A energia para reiniciar uma usina pode vir de um gerador de reserva no local. Alternativamente, se for necessária uma grande quantidade de eletricidade, uma linha de conexão a outra usina pode ser usada para colocar o sistema em operação. Assim que as unidades geradoras principais estiverem operacionais, a rede de transmissão de energia poderá ser reconectada e as cargas elétricas restauradas.

A energia do black start pode ser garantida por meio de um acordo pelo qual um fornecedor de energia específico é pago para fornecer energia do black start quando necessário. Nem todas as usinas de energia são adequadas para fornecer energia black start a uma rede.

A capacidade de black start é particularmente importante no caso de uma queda generalizada de energia, a fim de colocar a rede de energia novamente em operação. Normalmente, a potência necessária para iniciar uma unidade de geração de energia é retirada da rede. A energia das unidades geradoras com capacidade de black start pode então ser usada para iniciar unidades geradoras que não são capazes de black start.

Ao contrário das centrais hidroeléctricas, as centrais térmicas requerem um elevado nível de energia (eléctrica) para as suas próprias necessidades antes de poderem fornecer energia eléctrica ou térmica. Se um bloco de usina nuclear ou movido a carvão for equipado com uma unidade de partida com potência suficiente, a capacidade de partida também poderá ser alcançada para todo o sistema. Geralmente são turbinas a gás que são colocadas em operação em black start utilizando energia de acumuladores ou geradores a diesel. De qualquer forma, os geradores a diesel estão frequentemente presentes em usinas nucleares por razões de redundância, uma vez que mesmo após o desligamento do reator em caso de emergência (ou simplesmente um desligamento regular), ainda ocorre calor de decomposição, que deve ser dissipado pelo refrigerante. A falha deste sistema foi um dos aspectos que levou ao acidente nuclear de Fukushima. Em cada rede, um número suficiente de centrais eléctricas deve estar equipado com capacidade de black start, a fim de estar disponível para um rápido reinício da rede após um colapso da rede.

Uma usina black-start deve ter características especiais:

• Deve ser capaz de iniciar rapidamente: se o black start demorar muito, a usina não poderá ajudar a reiniciar uma rede em colapso; Outras usinas de energia poderiam ajudá-lo na partida - sua habilidade de partida negra é então inútil.
• Deve ser capaz de funcionar independentemente de fontes de energia externas: Não apenas o processo puro de geração de energia, mas também outros requisitos auxiliares devem funcionar independentemente da rede (centro de controle, sistemas telefônicos e de comunicação com operadores e gerenciamento de rede, subestação, etc.) . Se necessário, é possível a operação insular com sub-rede (abastecimento de consumidores importantes como polícia, hospital, bombeiros, THW).
• Além disso, uma central eléctrica com arranque a preto deve ser capaz de suportar uma corrente de arranque elevada se não for possível desligá-la previamente da rede.
• Deve ter um comportamento inicial flexível.

Exemplos de usinas de energia black-start (diretas) usadas na Alemanha são:

• Centrais hidroeléctricas, incluindo centrais eléctricas a fio de água, centrais eléctricas de armazenamento e
  centrais eléctricas de armazenamento reversível, centrais eléctricas de turbinas a gás, também em combinação com outros tipos de centrais eléctricas, tais como centrais nucleares ou centrais eléctricas alimentadas a carvão.
  De acordo com o monitoramento de acordo com a Seção 35 EnWG, existem (em 2020) 174 sistemas (blocos de usinas ou turbinas) capazes de black start na Alemanha, cada um dos quais com uma potência nominal líquida de pelo menos 10 MW.
• Na Áustria há um total de 32 centrais eléctricas com arranque forçado confirmadas e um número desconhecido de centrais eléctricas com arranque forçado não confirmadas. No entanto, para muitas das centrais eléctricas confirmadas, não se sabe publicamente quais são as centrais eléctricas específicas. As mais conhecidas e maiores são as usinas reversíveis de Malta e Kaprun, com 850 e 813 MW, respectivamente.

Nem todos os sistemas de geração de energia são adequados para um black start. As turbinas eólicas nem sempre são adequadas para black start, pois o vento pode não estar disponível quando necessário. Turbinas eólicas, mini-hídricas ou micro-hídricas são frequentemente conectadas a geradores de indução que não são capazes de fornecer eletricidade para restaurar a rede. O sistema black start também deve ser estável ao operar com grande carga reativa de uma longa linha de transmissão. Muitas estações conversoras de corrente contínua de alta tensão (HVDC) não podem alimentar uma rede “morta” porque requerem energia de comutação da rede no lado da carga. Um sistema HVDC baseado em modulação por largura de pulso (PWM) com um conversor de fonte de tensão não tem essa limitação.

Uma das principais razões pelas quais as usinas termelétricas raramente são capazes de dar partida é a contração e o encurtamento do eixo da turbina à medida que ele esfria da temperatura operacional até a temperatura ambiente. Em seguida, fica preso na caixa e não pode ser virado nem removido; Para reiniciar a usina, ela deve primeiro ser pré-aquecida para que possa girar livremente novamente antes que o vapor quente possa fluir através dela.

Se uma central térmica for desligada, o aquecimento do eixo da turbina começa em tempo útil para que a central possa voltar a funcionar no momento previsto.