Енергия 2.0
Интегрирането на иновативни технологии във фотоволтаичните централи ускорява трансформацията на енергийните системи по пътя към NetZero
Съдържание от Siemens България
Научавайте най-важното от сектор енергетика през изминалата седмица
Светът преживява дългосрочна трансформация на енергийните системи. "Потреблението и производството на енергия в сгради, инфраструктура и индустрия могат да бъдат балансирани само ако възобновяемите енергийни източници, микрокогенерационните системи и другите производители и потребители на енергия са цифрово свързани и управлявани. Съвременните информационни технологии и дигитализацията са ключът към енергията на бъдещето.", твърди инж. Александър Стоянов, ръководител на направление "Интелигентна инфраструктура" на "Siemens България".
Като част от този процес ролята на фотоволтаични системи се очаква да нараства все повече. Това е свързано с комплексни причини, сред които все по-ниските разходи за инсталации, рязкото покачване на цените на електроенергията, както и нуждата от намаляване на въглеродния отпечатък на енергийните системи.
България се утвърждава като държавата на Балканите с най-голям фотоволтаичен капацитет (1186 MW за 2021 г.). Според доклад на Solar Plaza през следващите три години 61% от общия ръст за Балканите се очаква именно тук, като предвижданията са капацитетът в страната да достигне до 2784 MW през 2024 г.
Фотоволтаичните съоръжения обаче идват със своите предизвикателства и изискват технологични решения, които позволяват тяхното безпроблемно интегриране в съществуващата енергийна система.
Интелигентно управление
Работата на соларните инсталации предполага непрекъснат мониторинг и анализ на работните параметри, включително информация за производителността на панелите, инверторите и трансформаторите.
Интелигентната система за автоматизация и управление дава възможност на операторите да следят количеството на генерирана енергия, допринася за намаляване на оперативните разходи и тези по поддръжката.
SICAM Photovoltaic Plant Control (SICAM PPC) е специално разработена интегрирана SCADA система на Siemens за осигуряване на ефективен, съобразен с мрежовия код мониторинг и управление на фотоволтаични електроцентрали (ФЕЦ).
Според инж. Иван Дачев от Siemens SICAM PPC обединява всички инверторни системи и всички други подсистеми за управление на ФЕЦ, като едновременно с това обменя информация с външни платформи - на електроразпределителните предприятия, на електроенергийния системен оператор или търговци на електроенергия.
SICAM PPC контролира активната и реактивната мощност на ФЕЦ, като зададените контролни точки могат да бъдат управлявани дистанционно или да бъдат изчислени от самата система на ФЕЦ. Това става въз основа на набор от правила, следващи изискванията на местния мрежов код или всякакви други задължения на конкретния договор за присъединяване.
Надеждниинверторнисистеми
"Мониторингът и ефективното управление на енергия от ФЕЦ обаче са само първата част от уравнението, което инвеститорите и собствениците на фотоволтаични паркове трябва да решат", подчертава инж. Таньо Караиванов от "Siemens България". Втората част се отнася до отдаването на произведената енергия в мрежата и тук от особена важност са фотоволтаичните инверторни системи.
Основната "задача" на инверторите за фотоволтаици е преобразуването на електроенергията от соларните панели в променлив ток, който може да се използва от потребителите или да бъде отдаден в мрежата. Те могат да бъдат свързани с различни системи за мониторинг, гарантирайки ефикасно управление на генерирането и подаването на енергия.
Двата основни типа инверторни системи са централни и стрингови. Централните инверторни системи на Siemens намират приложение в големи фотоволтаични паркове. Това е удобно решение на принципа plug-and-play, съчетаващо инвертор, трансформатор и пръстеновидно основно устройство. Централният инвертор предлага интегрирано DC/AC разпределение за висока ефективност.
Стринговите инверторни системи са основният компонент на децентрализираните соларни ферми. Стринговите инвертори на компанията KACO new energy GmbH (собственост на Siemens) с входно напрежение 1000 V или 1500 V са гъвкави и подходящи за децентрализиран дизайн или за концепцията на "виртуална електроцентрала". Те са адаптирани към екстремни климатични условия и представляват рентабилно решение за реактивна мощност, както и за защита на мрежата и системата.
Ефективно съхранение на енергия
Оптималното приложение на енергията, генерирана от фотоволтаични и други ВЕИ системи, предполага тя да бъде използвана възможно най-близо до източника на производство. Много често обаче генерираната от тези паркове енергия надхвърля локалното потребление. Това налага инсталирането на мощности за съхранение, които да складират неизползваната енергия с цел бъдещото й отдаване към мрежата и реализиране на допълнителни мрежови функции.
Литиево-йонните системи са смятани за най-ефективните сред този тип акумулаторни съоръжения. Тези батерии обаче съдържат и силно запалими електролити, което изисква ефективни и надеждни системи за пожароизвестяване и пожарогасене.
Siemens предлага цялостно решение за ранна детекция и гасене на пожари при литиево-йонни батерии. Решението, което притежава сертификат от VdS, се състои от аспирационен детектор и система за газово гасене с натурални газове Sinorix NXN N2.
Аспирационният детектор FDA241 непрекъснато изследва въздуха във високо рисковите зони за наличието на признаци на горене като дим и топлина. Детекторът може да идентифицира литиево-йони електролитни изпарения, познати като негазови частици, пет пъти по-бързо и надеждно от алтернативните технологии.
Ранната детекция се комбинира с ефективна система за гасене Sinorix NXN N2 за цялостна защита на съоръженията. Използваният инертен газ азот е щадящ както за хората и оборудването, така и за околната среда.
Гъвкави електроразпределителни системи
С драматичното нарастване на дела на енергията от възобновяеми източници интелигентното управление става все по-необходимо както за електропреносните, така и за електроразпределителните мрежи. Иновативните и гъвкави системи за електроразпределение на Siemens осигуряват устойчиво решение на новите предизвикателства чрез използването на надеждни въздушно- и газоизолирани уредби средно напрежение и комутационни устройства ниско напрежение.
Съвременните комплектни разпределителни уредби (КРУ) от серии NXPLUS C, NXAIR, 8DJH и SIMOSEC на Siemens позволяват да се отговори на все по-строгите технически изисквания за първично и вторично електроразпределение. В частта ниско напрежение се използват многофункционалните и лесни за интеграция автоматични въздушни прекъсвачи от серия 3WL.
Соларен парк на покрива
Част от тези решения са интегрирани в новата фотоволтаична система за производство на енергия за собствени нужди, изградена наскоро на покрива на централния офис на Siemens в София. Системата с номинална инсталирана мощност 140 kWp е изцяло базирана на технологии на компанията и включва два инвертора и 320 соларни панела.
Според прогнозите тя ще произвежда около 160 MW енергия на годишна база. Очакваните спестявания от разходите за електроенергия възлизат на около 10-12% за година, а намаленото количество отделен CO2 - на 70 т/год.
Вторият етап от проекта предвижда разполагане на фотоволтаични панели на паркинга към сградата с номинална мощност на системата 280 kWp. След приключването му общата мощност се очаква да достигне 420 kWp.
В глобален мащаб фотоволтаичните централи ще продължат да набират популярност и да се превръщат в задължителна част от енергийните системи на бъдещето - високотехнологични, надеждни, ефективни, гъвкави и екологични. А комплексните решения и иновативни системи на Siemens павира пътя към Енергия 2.0.
