Stocarea energiei cu pornire necontrolată: Sunt invertoarele hibride și sistemele de stocare a energiei capabile de pornire necontrolată? Protecție împotriva întreruperilor temporare de curent și a penelor de curent

Majoritatea invertoarelor nu sunt capabile de o pornire în stare de lipsă. Cu unele invertoare, este posibil să se efectueze o pornire în stare de lipsă prin încărcarea unei baterii separate înainte de a porni invertorul. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna posibil și depinde de tipul de invertor.

Noua generație de invertoare hibride cu pornire automată dispune de un comutator de transfer al energiei de rezervă, permițând anumitor sarcini să continue să primească energie de urgență în timpul unei pene de curent la rețea. Această sursă de alimentare de rezervă permite invertorului hibrid să fie compatibil cu pornirea automată. De asemenea, este acceptată reîncărcarea solară, permițând bateriei să continue să se încarce în timpul unei pene de curent la rețea pentru a furniza energie sarcinilor.

Seria de invertoare hibride Fronius Prim GEN24 Plus

Seria de invertoare hibride Fronius Prim GEN24 Plus este compatibilă cu pornirea în regim de black start – Imagine: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Seria de invertoare hibride Fronius Prim GEN24 Plus este capabilă de pornire în caz de nefuncționare.

Invertor hibrid GoodWe 5-10KW seria ET Plus

Invertor hibrid pentru locuințe și stocarea energiei – de la GoodWe – Imagine: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Seria de invertoare hibride GoodWe de 5-10 kW ET Plus dispune de o funcție de alimentare de rezervă de înaltă tensiune (UPS). În cazul unei pene de curent, comutarea în decurs de 10 milisecunde asigură o alimentare neîntreruptă cu energie electrică pentru dispozitivele conectate.

Seria de invertoare hibride trifazate GoodWe ET-Plus este concepută pentru a garanta o alimentare stabilă cu energie electrică pentru sarcinile conectate. Aceste dispozitive dispun de o ieșire de alimentare de urgență trifazată cu curent trifazat și o gamă de putere de 5 kW, 6,5 kW, 8 kW și 10 kW.

Gama largă de tensiune a bateriei, de la 180 V la 550 V, permite o compatibilitate flexibilă cu mai multe sisteme de baterii cu litiu de pe piață.

Puterea generatorului fotovoltaic de intrare poate depăși puterea nominală cu până la 30%. Acest lucru duce la un randament energetic mai bun atât în ​​zilele călduroase, cât și în cele foarte reci. Funcția UPS (sursă de alimentare neîntreruptibilă) permite comutarea în 10 milisecunde în cazul unei pene de curent. Invertorul dispune, de asemenea, de o interfață deschisă de gestionare a bateriei, care îndeplinește cerințele unor furnizori de energie.

Invertorul hibrid GoodWe este echipat cu o conexiune la baterie de înaltă tensiune și două trackere MPP separate și independente, oferind astfel un pachet complet. Acest dispozitiv poate fi actualizat prin intermediul aplicației GoodWe PV Master, iar datele sunt transmise către portalul gratuit GoodWe SEMS prin intermediul interfeței Wi-Fi integrate.

Sunt invertoarele HUAWEI capabile să furnizeze energie de urgență?

Nu, în acest moment nu avem informații despre dacă și când va fi lansat ceva în acest sens.

Este tehnologia sistemului solar Enphase cu microinvertor capabilă să furnizeze energie de urgență?

Spre deosebire de un invertor de șir, care monitorizează centralizat toate modulele solare conectate, într-un sistem solar descentralizat fiecare modul solar este combinat cu un micro-invertor Enphase.

Mai multe informații aici:

• Nou și inovator: Sistem solar descentralizat și modular plug & play – spre deosebire de celelalte

Controlerul de sistem Enphase IQ nu este încă disponibil în Germania, dar se așteaptă să fie lansat anul acesta (2023). Acesta detectează când rețeaua electrică se defectează și comută fără probleme casa de la alimentarea de la rețea la alimentarea de rezervă.

În plus, cu noul microinvertor Enphase IQ8, sistemul solar este capabil să furnizeze energie de urgență în cazul unei pene de curent, fără a fi nevoie de un sistem de stocare a bateriei.

Microinvertorul este disponibil în patru versiuni: o versiune exclusiv solară, fără alimentare de urgență, o versiune Sunlight Backup capabilă să funcționeze în afara rețelei fără stocare în baterie, o versiune Home Essentials Backup cu o unitate mică de stocare în baterie și o versiune Full Energy Independence cu o unitate mare de stocare în baterie. Toate aceste trei soluții în afara rețelei necesită un controler de sistem Enphase pentru a alimenta casa cu energie solară în timpul unei pene de curent.

O pornire pe nefuncție este reluarea funcționării unei centrale electrice sau a unei părți a unei rețele electrice după o oprire completă sau parțială, fără a fi nevoie să se recurgă la rețeaua externă de transport al energiei electrice.

Energia necesară pentru repornirea unei centrale electrice poate proveni de la un generator de rezervă la fața locului. Alternativ, dacă este necesară o cantitate mare de energie electrică, se poate utiliza o linie de conectare la o altă centrală electrică pentru a pune centrala în funcțiune. Odată ce unitățile principale de generare sunt funcționale, rețeaua de transport al energiei electrice poate fi reconectată, iar consumatorii electrici pot fi restabiliți.

Puterea de pornire neîncărcabilă (black pornire) poate fi asigurată printr-un acord în care un anumit furnizor de energie este plătit pentru a furniza energie de pornire neîncărcabilă atunci când este nevoie. Nu toate centralele electrice sunt potrivite pentru furnizarea de energie de pornire neîncărcabilă (black pornire) către o rețea.

Capacitatea de pornire pe neîncărcat (black start) este deosebit de importantă în timpul unei pene de curent extinse pentru a restabili rețeaua energetică. În mod normal, energia necesară pentru pornirea unei unități de generare este extrasă din rețea. Energia provenită de la unitățile de generare capabile de pornire pe neîncărcat poate fi apoi utilizată pentru a porni unități de generare care nu sunt capabile de pornire pe neîncărcat.

Spre deosebire de centralele hidroelectrice, centralele termice necesită un nivel ridicat de energie (electrică) pentru propriul consum înainte de a putea furniza energie electrică sau termică. Prin adăugarea unei unități capabile de pornire la zero, cu o capacitate suficientă, la o unitate a unei centrale pe cărbune sau nucleare, se poate obține capacitatea de pornire la zero pentru întregul sistem. Aceasta implică de obicei turbine cu gaz care sunt pornite folosind energie de la baterii sau generatoare diesel în timpul unei porniri la zero. Generatoarele diesel sunt adesea prezente în centralele nucleare oricum din motive de redundanță, deoarece căldura reziduală de descompunere este generată chiar și după o defecțiune excesivă a reactorului în caz de urgență (sau chiar în timpul unei opriri obișnuite), care trebuie disipată de agentul de răcire. Defecțiunea acestui sistem a fost unul dintre factorii care au dus la accidentul reactorului de la Fukushima. Fiecare rețea electrică trebuie să fie echipată cu un număr suficient de centrale electrice capabile de pornire la zero pentru a asigura o repornire rapidă a rețelei după o pană de curent.

O centrală electrică capabilă să pornească la zero ar trebui să aibă caracteristici speciale:

• Ar trebui să poată porni rapid: Dacă pornirea pe nefuncție durează mult timp, atunci centrala electrică nu poate ajuta la repornirea unei rețele care a intrat în colaps; alte centrale electrice ar putea deja să o ajute în timpul pornirii – capacitatea sa de pornire pe nefuncție este atunci inutilă.
• Trebuie să poată funcționa independent de sursele externe de energie: Nu doar procesul pur de generare a energiei, ci și alte cerințe auxiliare trebuie să funcționeze independent de rețea (centrul de control, sistemele telefonice și de comunicații cu operatorul și managementul rețelei, substația etc.). Dacă este necesar, este posibilă funcționarea în insulă cu o subrețea (alimentarea consumatorilor critici, cum ar fi poliția, spitalul, pompierii, THW [Agenția Federală pentru Ajutor Tehnic]).
• În plus, o centrală electrică capabilă să pornească de la sursa de alimentare ar trebui să poată suporta un curent de pornire ridicat dacă nu a fost posibilă deconectarea sa de la rețea în prealabil.
• Ar trebui să aibă un comportament flexibil la pornire.

Exemple de centrale electrice utilizate în Germania care sunt capabile de pornire (directă) în caz de nefuncționare sunt:

• Centrale hidroelectrice, inclusiv centrale pe firul râului, centrale de stocare, centrale de stocare prin pompare și
  centrale cu turbine cu gaze, de asemenea, în combinație cu alte tipuri de centrale electrice, cum ar fi centralele nucleare sau pe cărbune.
  Conform monitorizării în temeiul articolului 35 din Legea germană privind industria energetică (EnWG), în Germania existau (începând cu anul 2020) 174 de centrale (unități de centrale electrice sau turbine) capabile de pornire neîncărcabilă, fiecare cu o putere nominală netă de cel puțin 10 MW.
• În Austria, există un total de 32 de centrale electrice cu pornire la rețeaua electrică confirmate și un număr necunoscut de centrale electrice cu pornire la rețeaua electrică neconfirmate. Cu toate acestea, pentru multe dintre centralele electrice confirmate, modelele specifice nu sunt cunoscute publicului. Cele mai cunoscute și mai mari dintre acestea sunt centralele electrice cu acumulare prin pompare din Malta și Kaprun, cu capacități de 850 MW, respectiv 813 MW.

Nu toate instalațiile de generare a energiei electrice sunt potrivite pentru o pornire pe nefuncție. Turbinele eoliene nu sunt întotdeauna potrivite pentru o pornire pe nefuncție, deoarece vântul poate să nu fie disponibil atunci când este nevoie. Turbinele eoliene, mini-hidrocentralele sau micro-hidrocentralele sunt adesea conectate la generatoare de inducție care nu pot furniza energie pentru a restabili rețeaua. Sistemul de pornire pe nefuncție trebuie să fie, de asemenea, stabil atunci când funcționează cu sarcina reactivă mare a unei linii de transmisie lungi. Multe stații de conversie de curent continuu de înaltă tensiune (HVDC) nu pot alimenta nici o rețea „inactivă”, deoarece necesită energie de comutație de la rețea pe partea de sarcină. Un sistem HVDC bazat pe modulația lățimii impulsurilor (PWM) cu un convertor de sursă de tensiune nu are această limitare.

Un motiv major pentru care centralele termice sunt rareori capabile de porniri necontrolate este contracția și scurtarea arborelui turbinei atunci când acesta se răcește de la temperatura de funcționare la temperatura ambiantă. Acesta se blochează apoi în carcasă și nu poate fi nici rotit, nici scos; pentru a reporni centrala electrică, aceasta trebuie mai întâi preîncălzită, astfel încât să se poată roti din nou liber înainte ca aburul fierbinte să poată curge prin ea.

Când o centrală termică este oprită, arborele turbinei se încălzește la timp, astfel încât centrala să poată fi repornită la ora planificată.