A energia renovável global continua crescendo rapidamente. Mas a infraestrutura do sistema de energia em diferentes países enfrenta desafios enquanto se desenvolve em várias fases. Os sistemas de armazenamento de energia têm se tornado cada vez mais amplamente utilizados em diferentes cenários. Com o aumento da taxa de penetração da energia solar e eólica, no desenvolvimento de longo prazo, as tecnologias de formação de rede elétrica se tornarão um caminho crítico e uma escolha inevitável para a evolução do sistema de energia global.
A solução de SAE de formação de rede elétrica Huawei FusionSolar lançada no passado já foi implantada no destino do Mar Vermelho no Oriente Médio, que combinou 400 MW de capacidade FV de 1,3 GWh de sistemas de armazenamento de energia (SAE), tornando-a a maior microrrede FV mais SAE 100% renovável do mundo. Ela vem funcionando de forma estável há mais de 21 meses, fornecendo mais de 1 bilhão de kWh de eletricidade limpa. O sistema também foi usado na Alemanha, Bulgária, Filipinas e China, como parte do esforço da empresa para implantar seus produtos e serviços em todo o mundo.
Este ano, a Huawei realizou uma cerimônia para destacar sua "Estratégia FusionSolar" e lançar a nova geração da plataforma SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente. Steven Zhou, presidente da linha de produtos Smart PV e SAE da Huawei Digital Power, também falou sobre os compromissos de longa data da empresa com sua estratégia FusionSolar, as oportunidades decorrentes da transição energética e os dois principais recursos da nova plataforma SAE.
A estratégia FusionSolar
Quando perguntado sobre a estratégia FusionSolar, Zhou a descreveu como a integração de "Tecnologias 4T (bit, watt, calor e bateria) para construir a infraestrutura de energia para novos sistemas de energia". Com uma profunda convergência deles, a Huawei forma uma inovadora plataforma de SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente. Zhou destacou três principais propostas de valor por trás da abordagem:
- Formação de rede elétrica para todos os cenários: A tecnologia de formação de rede elétrica é aplicada à geração, à transmissão, à distribuição e ao consumo de energia para garantir a estabilidade de longo prazo de novos sistemas de energia.
- Segurança entre a célula e a rede elétrica: Medidas de segurança são implementadas para cada fase a fim de garantir a segurança de equipamentos, equipe e ativos.
- Um corresponde a todos: A plataforma de gerenciamento colaborativo de FV+SAE viabilizada por IA pode se adaptar a vários modelos de negócios para implementar a previsão de rendimento energético e a otimização automática das políticas de operação.
Há dois recursos principais da nova estratégia de plataforma SAE: o compromisso com a arquitetura de cadeia e o fornecimento de uma solução completa de formação de rede elétrica.
Comprometimento com a arquitetura de cadeia
É particularmente significativo considerando, como diz Zhou, que o setor global de energia está passando por um período de rápidas mudanças, tanto em termos da importância do papel do armazenamento quanto dos altos padrões aos quais esses ativos de armazenamento devem operar.
"O armazenamento se tornará mais e mais amplamente implantado no futuro, se quisermos fazer uma transição para o sistema de energia renovável", explicou Zhou. "Como dispositivos eletroquímicos, as células inerentemente têm inconsistências por causa das matérias-primas [e] fabricação, condições de temperatura operacional etc. O desempenho geral de um sistema de armazenamento de energia é limitado por sua célula mais fraca."
"Uma única célula de baixo desempenho ou degradada pode desencadear ainda mais a fuga térmica e, eventualmente, comprometer a segurança de todo o sistema. Portanto, gerenciar inconsistências de células durante a vida útil não é apenas importante, é essencial. A Huawei permaneceu firmemente comprometida com a inovação baseada em cadeia inteligente. Em 2013, fomos pioneiros na aplicação de inversores de cadeia inteligente em estações de energia solar em escala de utilidade pública e, desde então, moldamos a trajetória de desenvolvimento do setor. No ano passado, a participação no mercado global de inversores de cadeia cresceu de 18% para 73%. A arquitetura de cadeia é estendida ao sistema de armazenamento de energia, desde o primeiro SAE de cadeia inteligente em residencial até comercial e industrial (C&I) e utilitários. Então, este ano, lançamos a estratégia de SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente, acelerando o alcance da meta do sistema de energia 100% renovável."
Na mais recente plataforma de SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente, o otimizador em nível de conjunto gerencia o sistema com precisão significativamente aprimorada. Para um sistema típico de 5 MWh, a unidade de gerenciamento mínima é o conjunto de 104 células, enquanto o de outros é de cerca de 5.000 células. Zhou enfatizou, "Nossos testes confirmam que essa arquitetura de cadeia fornece 10% a mais de energia ao longo da vida útil do que as alternativas convencionais."
Solução de formação de rede elétrica completa
"A Huawei fornece uma solução completa, que consiste no SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente, PCS de cadeia inteligente, Estação de transformador inteligente, Controlador de matriz inteligente e Sistema de gerenciamento de energia inteligente", disse Zhou.
A solução de formação de rede elétrica completa tem coordenação profunda de cada dispositivo no sistema por protocolos e algoritmos bem definidos. Ela pode capturar com precisão as mudanças de frequência em milissegundos e obter uma resposta rápida de regulação de frequência no nível da instalação. Além disso, é revelada com alta disponibilidade do sistema, o que é uma garantia sólida para a operação estável do sistema de energia.
Com base em sua experiência nos campos de FV e SAE, especialmente no que diz respeito à compatibilidade com a rede elétrica e às tecnologias de formação de rede elétrica, a Huawei Digital Power propõe o sistema de tecnologia SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente e define os principais padrões de recursos de formação de rede elétrica: O SAE de formação de rede elétrica deve ter recursos de formação de rede elétrica para todos os cenários, todas as condições da rede elétrica e todo o ciclo de vida de geração, transmissão, distribuição e consumo de energia.
Zhou destacou seis componentes de formação de rede elétrica em escala de serviços públicos das ofertas da empresa:
- Nível de curto-circuito: 1x a 6x de corrente de curto-circuito
- Inércia: constante de tempo de inércia variando de 0 s a 20 s, ação em até 5 ms
- Regulação de frequência primária: tempo de resposta em toda a instalação < 200 ms
- Amortecimento de oscilação de energia: Amortecimento de oscilação de banda larga de 0,1 Hz a 100 Hz
- Partida preta: partida preta para uma instalação em nível de GWh em questão de minuto
- Comutação entre conectado/não conectado à rede elétrica: Comutação perfeita no modo VSG
"Aproveitando esses seis recursos, o SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente da Huawei pode garantir a formação de rede elétrica estável 24 horas por dia, 7 dias por semana, independentemente do SOC, do SCR da rede elétrica e da evolução futura da arquitetura de energia", Zhou continuou. "Ele oferece suporte confiável para o sistema de energia e se aplica a vários modelos de negócios."
Em termos de geração, a solução pode ser adaptada a qualquer rede elétrica, e a energia pode ser transmitida de forma estável. As funções de controle de tensão, frequência e ângulo de potência e os efeitos de aplicação são equivalentes aos dos condensadores síncronos. A solução SAE de formação de rede elétrica oferece manutenção simples e um investimento reduzido ao longo de seu ciclo de vida.
Em termos de transmissão e distribuição, a solução estabiliza a tensão e a frequência, oferece suporte à partida preta e reduz a instabilidade do fornecimento de energia em centros de carga. O mercado de energia elétrica está se expandindo dos mercados de energia e capacidade para os mercados de serviços auxiliares, como potência reativa e serviços de inércia. O SAE de formação de rede elétrica de cadeia inteligente da Huawei apresenta "One-Fits-All", o que significa uma plataforma que é adaptável a diversos modelos de negócios e oferece suporte à evolução flexível.
Em termos de consumo, a comutação contínua entre conectado/não conectado à rede elétrica e a operação estável não conectada à rede elétrica permitem que as microrredes sejam 100% abastecidas por energias renováveis.
Essa abordagem já foi entregue na maior microrrede FV mais SAE do mundo, o destino do Mar Vermelho na Arábia Saudita. Essa microrrede fornece eletricidade 100% renovável há mais de 21 meses e já forneceu mais de um bilhão de quilowatts-hora de eletricidade verde. FV e SAE de formação de rede elétrica da Huawei garantiram fornecimento de energia contínuo e estável para cargas críticas, como aeroportos e hotéis, alcançando uma confiabilidade de 99,9%
Proteção de alto padrão da célula à rede elétrica
A segurança do SAE exige proteção sistemática de alto padrão da célula à rede elétrica. No nível da célula, a Huawei seleciona células de bateria dos principais fornecedores com testes rigorosos; a tecnologia de IA é adotada durante a fabricação e a operação para identificar e rastrear riscos de segurança com antecedência. No nível de conjunto, tecnologias integradas, como resfriamento ultrarrápido, proteção de isolamento térmico e barreira de oxigênio de pressão positiva, são usadas para evitar que a fuga térmica se espalhe. No nível do contêiner, cada rack é projetado com um conduto direcional para garantir que o gás combustível seja descarregado do conjunto no caminho mais curto e não se acumule no contêiner. No nível do sistema e da rede elétrica, com base em uma arquitetura de dois estágios, quando a passagem de alta tensão acontece, nenhuma corrente inversa entra na bateria, evitando a fuga térmica.
"Tomamos a qualidade como nossa primeira estratégia e a garantimos por meio de processos e mecanismos. Para a segurança do SAE, continuaremos a busca da ausência de propagação de incêndio para apenas fumaça, do isolamento automático de falhas do sistema à recuperação de falhas do sistema." Zhou concluiu.
Uma presença global
Quando perguntado sobre o trabalho da Huawei em vários mercados em todo o mundo, Zhou apontou dois exemplos europeus como evidência do sucesso da empresa.
"Nos Países Baixos, os [sistemas] SAE e C&I são muito populares e altamente solicitados no mercado", Zhou explicou. "Para os complexos industriais, aqueles que querem aumentar suas produções, eles não têm capacidade suficiente de energia elétrica em seus pontos de conexão. É uma grande mudança."
"Para a Alemanha, é bem diferente, porque eles têm instalações maiores no norte da Alemanha e querem transferir a eletricidade da parte norte para a parte sul; eles têm demandas para o lado da geração renovável", acrescentou Zhou. A Europa viu um aumento no apetite por novos sistemas de armazenamento nos últimos anos, adicionando 11,9 GW de nova capacidade em 2024, com a Alemanha e a Itália liderando o caminho em termos de acréscimos de capacidade.
"Mas, além disso, a Alemanha tem metas ambiciosas", continuou Zhou, destacando como o armazenamento pode assumir um fardo maior para atender à demanda de energia em um mix de energia em constante mudança.
"A Alemanha desativou todas as usinas nucleares em 2023 e planeja fechar usinas a carvão, um desafio para a estabilidade da rede elétrica de transmissão e distribuição. Para resolver isso, a Alemanha se tornou o primeiro país a adaptar os códigos de rede elétrica para tecnologias de formação de rede elétrica e planeja estabelecer mercados para serviços de inércia e partida preta, por meio de políticas de licitação. As soluções de formação de rede elétrica da Huawei oferecem recursos superiores. Nossas soluções não apenas atendem aos padrões técnicos para serviços de regulação de frequência e partida preta na Alemanha, mas também superam os geradores convencionais. Com vantagens como a ativação de partida preta em questão de minuto e o tempo de resposta de frequência em milissegundos, nossa tecnologia abrirá o caminho para a retirada gradual da estação de energia convencional, garantindo a estabilidade da rede elétrica."
