A globális megújuló energiaforrások gyors növekedést mutatnak. A különböző országok áramellátásirendszer-infrastruktúrája azonban különböző fázisokban fejlődik, és ezzel együtt kihívásokkal is szembesül. Az energiatároló rendszerek egyre szélesebb körben kerülnek alkalmazásra különböző helyzetekben. A nap- és szélenergia egyre növekvő penetrációs rátájával a hosszú távú fejlesztések során a hálózatképző technológiák kritikus fontosságúvá és elkerülhetetlen választássá válnak a globális áramellátási rendszer fejlődése szempontjából.
A Huawei FusionSolar korábban bevezetett hálózatképző energiatároló rendszer megoldása már bevezetésre került a Közel-Kelet Vörös-tengeri régiójában, ahol 400 MW napelemes kapacitást és 1,3 GWh energiatároló rendszert kombináltak, így ez lett a világ legnagyobb, 100%-ban megújuló fotovoltaikus és energiatárolórendszer-mikrohálózat. Több mint 21 hónapja stabilan működik, és több mint 1 milliárd kWh tiszta villamos energiát termel. A rendszert a vállalat globális szintű termék- és szolgáltatásbevezetési törekvéseinek részeként már Németországban, Bulgáriában, a Fülöp-szigeteken és Kínában is alkalmazzák.
Idén a Huawei ünnepséget rendezett, hogy bemutassa „FusionSolar-stratégiáját” és piacra dobja az új generációs Intelligens füzéres hálózatképző energiatárolórendszer-platformot. Steven Zhou, a Huawei Digital Power Intelligens napelemes és energiatároló rendszer termékcsaládjának elnöke szintén beszélt a vállalat FusionSolar-stratégiájához fűződő hosszú távú elkötelezettségéről, az energetikai átállásból adódó lehetőségekről, valamint az új energiatárolórendszer-platform két legfontosabb jellemzőjéről.
A FusionSolar-stratégia
A FusionSolar stratégiáról kérdezve Zhou úgy írta le, mint „a 4T-technológiák (bit, watt, hő és akkumulátor) integrációját az új áramellátási rendszerek infrastruktúrájának kiépítése érdekében”. Ezek mélyreható konvergenciájával a Huawei innovatív intelligens füzéres hálózatképző energiatárolórendszer-platformot hoz létre. Zhou három kulcsfontosságú értékajánlatot emelt ki a megközelítés mögött:
-
Minden forgatókönyvre kiterjedő hálózatképzés: A hálózatképző technológiát az energiatermelés, -átvitel, -elosztás és -felhasználás területén egyaránt alkalmazzák az új áramellátási rendszerek hosszú távú stabilitásának biztosítása érdekében.
-
Cellaszinttől hálózati szintig terjedő biztonság: Minden fázisban vannak biztonsági intézkedések a berendezések, a személyzet és az eszközök biztonságának szavatolása érdekében.
-
Egy illik mindenhez: Az MI-alapú napelemes és energiatároló rendszer együttműködő irányítási platform képes alkalmazkodni a különböző üzleti modellekhez az energiahozam-előrejelzés és az üzemeltetési irányelvek automatikus optimalizálása érdekében.
Az új energiatárolórendszer-platform stratégiának két fő jellemzője van: a füzérarchitektúra iránti elkötelezettség és az egypontos hálózatképző megoldás biztosítása.
Füzérarchitektúra iránti elköteleződés
Ez különösen jelentős, ha figyelembe vesszük, hogy Zhou szerint a globális energiaipar gyors változásokon megy keresztül, mind a tárolás szerepének jelentőségét, mind pedig a tárolóeszközök működésére vonatkozó magas követelményeket illetően.
„A tárolás a jövőben egyre szélesebb körben fog elterjedni, ha átállunk a megújuló áramellátási rendszerekre” – magyarázta Zhou. „Az elektrokémiai eszközök, azaz az cellák természetüknél fogva eltérőek lehetnek a nyersanyagok, a gyártási folyamat, az üzemi hőmérsékleti feltételek stb. miatt. Az energiatároló rendszer teljesítményét a leggyengébb cella határozza meg.”
„Egyetlen alulteljesítő vagy károsodott cella is további hőfutást okozhat, és végül az egész rendszer biztonságát veszélyeztetheti. Ezért a cellák élettartama alatti inkonzisztenciák kezelése nem csak fontos, hanem elengedhetetlen. A Huawei továbbra is elkötelezett marad az intelligens füzéralapú innováció iránt. 2013-ban úttörő szerepet játszottunk az intelligens füzéres inverterek alkalmazásában a közüzemi méretű naperőművekben, és azóta is alakítjuk az iparág fejlődési pályáját. Tavalyra a füzéres inverterek globális piaci részesedése 18%-ról 73%-ra nőtt. A füzérarchitektúra kiterjed az energiatároló rendszerre is, az első intelligens füzéres energiatároló rendszertől a lakossági, kereskedelmi és ipari (C&I) és közüzemi területeken. Ezért idén elindítottuk az intelligens hálózatképző energiatárolórendszer-stratégiát, amely felgyorsítja a 100%-ban megújuló energiaforrásokból származó áramellátási rendszer céljának elérését.”
A legújabb intelligens füzéres hálózatképző energiatárolórendszer-platformon a csomagszintű optimalizáló jelentősen nagyobb pontossággal kezeli a rendszert. Egy tipikus 5 MWh-s rendszer esetében a legkisebb kezelési egység a 104 cellából álló csomag, míg más rendszereknél ez körülbelül 5 000 cella. Zhou hangsúlyozta: „Tesztjeink megerősítik, hogy ez a füzérarchitektúra 10%-kal több energiakibocsátást biztosít élettartama alatt, mint a hagyományos alternatívák.”
Egykomponensű hálózatképző megoldás
„A Huawei egykomponensű megoldást kínál, amely az Intelligens füzéres hálózatképző energiatároló rendszerből, az Intelligens füzéres PCS-ből, az Intelligens transzformátorállomásból, az Intelligens tömbvezérlőből és az Intelligens energiagazdálkodási rendszerből áll” – mondta Zhou.
Az egykomponensű hálózatképző megoldás a rendszerben található egyes eszközök közötti mélyreható koordinációt biztosít, jól meghatározott protokollok és algoritmusok segítségével. Milliszekundumok alatt pontosan rögzíti a frekvenciaváltozásokat, és gyors frekvenciaszabályozási reakciót biztosít az üzem szintjén. Ezenkívül magas rendszerelérhetőséggel rendelkezik, ami szilárd garanciát jelent az áramellátási rendszer stabil működésére.
A Huawei Digital Power a napelemes és energiatárolórendszer-területeken szerzett szakértelmére támaszkodva, különös tekintettel a hálózati kompatibilitásra és a hálózatképző technológiákra, javasolja az Intelligens füzéres hálózatképző energia rendszer technológiai rendszerét, és meghatározza a hálózatképző képességek alapvető szabványait: A hálózatképző energiatároló rendszernek minden teljesítmény, minden hálózati feltétel és a villamosenergia-termelés, -átvitel, -elosztás és -fogyasztás teljes életciklusa során hálózatot kialakító képességekkel kell rendelkeznie.
Zhou ezután kiemelte a vállalat kínálatának hat, hálózatképzésre alkalmas, közüzemi méretű komponensét:
-
Rövidzárlat szinje: 1x-6x rövidzárlati áram
-
Tehetetlenség: tehetetlenségi időállandó 0 és 20 másodperc között, 5 ms-on belüli működés
-
Elsődleges frekvenciaszabályozás: az egész üzem válaszideje < 200 ms
-
Teljesítményingadozás csillapítása: 0,1 Hz–100 Hz szélessávúingadozás-csillapítás
-
Üzemindítás: GWh-szintű üzem üzemindítása percek alatt
-
Hálózaton belüli/kívüli mód váltása: Zökkenőmentes átkapcsolás VSG-módban
„Ezen hat képesség kihasználásával a Huawei Intelligens füzéres hálózatképző energiatároló rendszere biztosítja a hálózat 24 órás stabil működését, függetlenül az SOC-től, a hálózati SCR-től és az energiaarchitektúra jövőbeli fejlődésétől” – folytatta Zhou. „Megbízható támogatást nyújt az áramellátási rendszer számára, és különböző üzleti modellekben alkalmazható.”
A termelési oldalon a megoldás bármilyen hálózathoz képes alkalmazkodni, és az energia stabilan továbbítható. A feszültség-, frekvencia- és teljesítményszögszabályozási funkciók, illetve alkalmazás során fellépő hatások megegyeznek a szinkron kondenzátorokéval. A hálózatképző energiatároló rendszer karbantartása egyszerű, és az életciklusra vetített beruházási érték alacsonyabb.
Az átviteli és elosztási oldalon a megoldás stabilizálja a feszültséget és a frekvenciát, támogatja az üzemindítást, és mérsékli a gyenge áramellátást a terhelési központokban. Az elektromosárampiaci tevékenységek az energia- és kapacitáspiacokról kiterjednek a meddő teljesítmény és a tehetetlenségi szolgáltatásokhoz hasonló kiegészítő szolgáltatások piacára is. A Huawei Intelligens füzéres hálózatképző energiatároló rendszere „Egy illik mindenhez” funkcióval rendelkezik, ami azt jelenti, hogy egy platform alkalmazkodik a különböző üzleti modellekhez és támogatja a rugalmas fejlődést.
A fogyasztási oldalon a zökkenőmentes hálózaton belüli/kívüli mód váltása, illetve a stabil, hálózaton kívüli működés lehetővé teszi az olyan mikrohálózatokat, amelyeket 100%-ban megújuló energiaforrásokból táplálnak.
Ez a megközelítés már megvalósult a világ legnagyobb napelemes és energiatároló rendszer mikrohálózatán, a Szaúd-Arábiában található Vörös-tengeri üdülőhelyen. Ez a mikrohálózat több mint 21 hónapja 100%-ban megújuló energiából származó villamos energiát szolgáltat, és eddig több mint egymilliárd kilowattóra zöld villamos energiát termelt. A Huawei hálózatképző napelemes és energiatároló rendszerei biztosítják a folyamatos és stabil áramellátást olyan kritikus terhelések számára, mint a repülőterek és a szállodák, 99,9%-os megbízhatóságot elérve.
Magas színvonalú védelem a cellától a hálózatig
Az energiatároló rendszer biztonsága szisztematikus, magas színvonalú védelmet igényel a cellától a hálózatig. A cellaszintű vizsgálatok során a Huawei szigorú tesztekkel választja ki a vezető beszállítóktól származó akkumulátorcellákat; a gyártás és az üzemeltetés során egyaránt MI-technológiát alkalmaznak a biztonsági kockázatok előzetes azonosítására és nyomon követésére. A csomag szintjén integrált technológiákat, például ultragyors hűtést, hőszigetelő védelmet és túlnyomásos oxigéngátot alkalmaznak a hőfutás terjedésének megakadályozására. A konténer szintjén minden állvány irányított füstcsatornával van ellátva, hogy a gyúlékony gáz a legrövidebb úton távozzon a csomagból, és ne halmozódjon fel a konténerben. A rendszer és a hálózat szintjén a kétlépcsős architektúrának köszönhetően nagyfeszültségű áthidalás esetén sem jut visszaáram az akkumulátorba, így elkerülhető a termikus megfutás.
„A minőséget elsődleges stratégiánknak tekintjük, és folyamatok és mechanizmusok révén biztosítjuk azt. Az energiatároló rendszer biztonsága érdekében továbbra is törekszünk arra, hogy ne terjedjen a tűz, csak füst keletkezzen, az automatikus rendszerhiba-izolálásra és a rendszerhiba-helyreállításra.” Összegezte Zhou.
Globális lábnyom
Amikor a Huawei világszerte különböző piacokon végzett munkájáról kérdezték, Zhou két európai példát hozott fel a vállalat sikereinek bizonyítékaként.
„Hollandiában az energiatároló rendszerek és a C&I [rendszerek] nagyon népszerűek, és ezekre nagy a kereslet a piacon” – magyarázta Zhou. „Az ipari komplexumok esetében azoknak, akik növelni szeretnék termelésüket, nincs elegendő villamosenergia-kapacitásuk a csatlakozási pontjaikon. Ez egy nagy változás.”
„Németország esetében a helyzet egészen más, mert az ország északi részén nagyobb üzemek vannak, és az áramot az északi részből a déli részre akarják átvinni; megújuló energiaforrásokból történő áramtermelés iránti igényük van” – tette hozzá Zhou. Európában az elmúlt években megnőtt az új tárolórendszerek iránti igény, 2024-ben 11,9 GW új kapacitás került hozzáadásra, Németország és Olaszország vezeti a kapacitásbővítések rangsorát.
„De Németországnak is ambiciózus céljai vannak” – folytatta Zhou, kiemelve, hogy a tárolás nagyobb részt vállalhat az energiaigény kielégítésében a változó energiamixben.
„Németország 2023-ban fokozatosan megszüntette az összes atomerőművet, és a szénüzemű üzemek leállítását is tervezi, ami kihívást jelent az átviteli és elosztási hálózat stabilitása szempontjából. Ennek megoldása érdekében Németország lett az első ország, amely hálózati kódokat alkalmazott a hálózatképző technológiákra, és pályázati politikák révén tervezi a tehetetlenségi és üzemindítási szolgáltatások piacának létrehozását. A Huawei hálózatképző megoldásai kiváló képességeket nyújtanak. Megoldásaink nemcsak megfelelnek a németországi üzemindításra és frekvenciaszabályozásra vonatkozó műszaki szabványoknak, hanem a hagyományos generátorokat is felülmúlják. Olyan előnyökkel, mint a percre pontos üzemindítás és a milliszekundumokig terjedő frekvenciaválasz-idő, technológiánk elősegíti a hagyományos erőművek fokozatos kiváltását, miközben biztosítja a hálózat stabilitását.”
