- Przy czekających w kolejkach do przyłączenia projektach z obszaru odnawialnych źródeł energii o mocy 3 000 gigawatów, modernizacja systemu energetycznego ma kluczowe znaczenie dla wspierania transformacji w kierunku czystej energii.
- Zwiększona integracja energii wiatrowej i słonecznej z systemami energetycznymi powoduje zakłócenia i zmniejsza stabilność systemu.
- Hitachi Energy wprowadza Grid-enSureTM, w pełni zintegrowane portfolio rozwiązań do stabilizacji systemów energetycznych poprzez wzmacnianie przesyłu, zarządzanie wahaniami częstotliwości i napięcia systemu oraz eliminowanie ograniczeń mocy.
Paryż, Francja / Zurych, Szwajcaria, 27 sierpnia 2024 roku – Hitachi Energy wzywa do podjęcia natychmiastowych działań w kierunku rozbudowy globalnych sieci energetycznych, ograniczenia „wąskich gardeł” w przyłączeniach i przyspieszenia transformacji energetycznej poprzez zwiększenie wdrażania innowacyjnych technologii energoelektronicznych.
W kolejkach do przyłączenia do sieci oczekują obecnie projekty związane z odnawialnymi źródłami energii o mocy 3 000 gigawatów (GW), co odpowiada pięciokrotności mocy fotowoltaicznych i wiatrowych oddanych do użytku w 2022 r. Szacuje się, że do 2040 r. należy wybudować lub zmodernizować 80 mln km sieci, co wymaga podwojenia do 2030 r. inwestycji w infrastrukturę sieciową do ponad 600 mld USD rocznie (IEA).
Rosnąca penetracja odnawialnych źródeł energii, decentralizacja wytwarzania energii oraz elektryfikacja i dekarbonizacja tradycyjnych gałęzi przemysłu opartych na paliwach kopalnych tworzą trudne środowiska operacyjne dla systemów elektroenergetycznych. Ze względu na bardziej zmienne przepływy mocy, mniejszą inercję i przewidywalność, do wspierania zdalnego zrównoważonego wytwarzania energii wymagane są coraz bardziej kontrolowalne połączenia międzysystemowe i zielone korytarze energetyczne, bezpośrednio zasilające miasta. Inercja ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia ogólnej stabilności sieci.
Aby rozwiązać te kwestie i zaspokoić potrzeby szybko ewoluującego systemu energetycznego, Hitachi Energy prezentuje dziś na paryskiej sesji CIGRE 2024 Grid-enSureTM – portfolio w pełni zintegrowanych rozwiązań, które pomagają zwiększyć elastyczność, odporność i stabilność sieci w kierunku przyspieszenia zrównoważonej transformacji energetycznej.
Grid-enSure wnosi nowe holistyczne podejście do projektowania, planowania i obsługi obecnych i przyszłych systemów elektroenergetycznych. Portfolio opiera się na rozległych usługach doradczych i konsultingowych Hitachi Energy w zakresie rozwoju i modernizacji sieci, wewnętrznym spersonalizowanym łańcuchu wartości dla energoelektroniki i zaawansowanych systemów sterowania, a także bogatej wiedzy specjalistycznej w zakresie projektowania systemów zasilania i sterowania.
Usługi konsultingowe Hitachi Energy pomagają również klientom zrozumieć przyszłe wyzwania i odpowiednie rozwiązania Grid-enSure, aby im sprostać. Technologie te łączą istniejące i przyszłe rozwiązania energoelektroniczne Hitachi Energy, takie jak technologia przesyłu prądu stałego wysokiego napięcia (HVDC), kompensatory statyczne (STATCOM i Enhanced STATCOM), statyczne przetwornice częstotliwości (SFC), technologie z zakresu prądu stałego średniego napięcia (MVDC), rozwiązania w obszarze magazynowania energii i technologie półprzewodnikowe.
– Znajdujemy się w decydującym momencie transformacji energetycznej. Przy bezprecedensowym poziomie przyłączania źródeł energii odnawialnej na całym świecie, musimy ponownie rozważyć sposób projektowania, planowania i obsługi systemów elektroenergetycznych, aby wspierać szybkie tempo transformacji energetycznej – powiedział Niklas Persson, dyrektor zarządzający biznesu Stacji i Systemów Elektroenergetycznych w Hitachi Energy. – Same tradycyjne rozwiązania w zakresie technologii zasilania nie są w stanie zapewnić niezbędnej szybkości i funkcjonalności, których wymagają sieci zasilane energią odnawialną, dlatego potrzebne jest bardziej holistyczne podejście.
Rozwiązania energoelektroniczne Grid-enSure obejmują zaawansowaną technologię półprzewodnikową – w całości produkowaną we własnym zakresie – umożliwiającą szybką i bezpieczną konwersję i kontrolę przepływów energii, dzięki wyższej gęstości mocy i optymalnej częstotliwości przełączania.
– Najnowocześniejsze systemy sterowania zapewniają mikrosekundową reakcję na potrzeby sieci, gwarantując wymaganą elastyczność dzięki zaawansowanym funkcjom sterowania, takim jak formowanie sieci, syntetyczna inercja, szybka reakcja częstotliwościowa, kontrola napięcia, interoperacyjność i wiele innych. Dzięki temu portfolio Grid-enSure znajdzie się w samym sercu transformacji systemu elektroenergetycznego – powiedziała Inés Romero, dyrektor ds. zarządzania produktami i strategią biznesu Stacji i Systemów Elektroenergetycznych w Hitachi Energy.
Szacuje się, że w samym europejskim obszarze synchronicznym do 2030 r. potrzeba 450 gigawatosekund (GWs) dodatkowej energii[1], aby sprostać wymaganiom inercji. W przeszłości wymóg ten był zaspokajany przez duże wirujące generatory synchroniczne i maszyny. Rozwiązania Grid-enSure firmy Hitachi Energy, takie jak Enhanced-STATCOM, magazynują energię w postaci superkondensatorów kontrolowanych przez półprzewodniki o dużej mocy, podwajając współczynnik wykorzystania energii i zmniejszając wymaganą moc zainstalowaną o 20 procent lub więcej w porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami[2].
Ponadto technologie takie jak HVDC, STATCOM i rozwiązania w zakresie magazynowania energii mogą pomóc w stabilizacji napięcia i częstotliwości, poprawiając niezawodność operacyjną i zmniejszając potrzebę budowy nowych elektrowni.
Inwestycje w technologie STATCOM nowej generacji na całym świecie mogą skutkować nawet o 40 procent niższą emisją CO2 w ciągu 30-letniego okresu eksploatacji w porównaniu z tradycyjnymi alternatywami, podczas gdy inwestycje w HVDC Light® firmy Hitachi Energy przynoszą ponad 65-procentową redukcję śladu węglowego w porównaniu z tradycyjną technologią HVDC.
Grid-enSure w akcji
Grid-enSure to kluczowe rozwiązanie stojące za udanym uruchomieniem Caithness Moray-Shetland w Szkocji, wiodącego na świecie wieloterminalowego systemu przekształtników napięcia HVDC, integrującego wytwarzanie energii wiatrowej na odległych wyspach. Zapewnia on wydajność i odporność sieci poprzez stabilizację sieci prądu przemiennego w Caithness dzięki kontroli formowania sieci, a także farmy wiatrowej Viking na Szetlandach za pomocą regulacji częstotliwości i napięcia prądu przemiennego. Co więcej, umożliwia sieci szybkie reagowanie w celu niezawodnego dostarczania równoważnego zużycia energii dla około 10 milionów domów w Wielkiej Brytanii.
W pierwszej instalacji w TransnetBW w Niemczech, która dostarcza energię do 11 milionów ludzi i wielu gałęzi przemysłu, Grid-enSure poprawi jakość energii, wnosząc prawie 2 GW do poziomu inercji sieci i pomagając zmniejszyć emisję CO2 nawet o 40 procent w ciągu 30-letniego okresu eksploatacji w porównaniu z tradycyjnymi alternatywami. Ponadto zaawansowane funkcje sterowania, takie jak kontrola formowania sieci, zapewniają znaczną poprawę w porównaniu z poprzednimi rozwiązaniami.
Nowa instalacja Waratah Super Battery w pobliżu Sydney jest obecnie w budowie, a jej działanie będzie wspierane przez najnowocześniejszą technologię konwerterów mocy[3]. Po ukończeniu, bateryjny system magazynowania energii pomoże Australii osiągnąć cel na 2030 r. w zakresie energii odnawialnej, jakim jest dodawanie 33 000 gigawatogodzin (GWh) każdego roku. System BESS o mocy 850 megawatów/1680 megawatogodzin będzie obejmował 288 systemów przekształcania energii (PCS).
Innym przykładem jest praca doradcza i konsultingowa Hitachi Energy przy projektowaniu u wybrzeży Norwegii unikalnego i rekordowego połączenia prądu przemiennego o długości 250 km. Dzięki integracji technologii STATCOM i kondensatorów szeregowych sterowanych tyrystorowo, rozwiązanie to dostarcza energię wodną do przybrzeżnych zasobów ropy i gazu, minimalizując ich ślad węglowy.
Strona internetowa Grid-enSure:
https://www.hitachienergy.com/markets/utilities/energy-transmission/grid-ensure
[1] https://eepublicdownloads.blob.core.windows.net/public-cdn-container/clean-documents/sdc-documents/231108_Project_Inertia_Phase_II_First_Report_FOR_PUBLICATION_clean.pdf.
[2] Według wyliczeń Hitachi Energy
[3] https://www.hitachienergy.com/it/it/about-us/customer-success-stories/waratah-mega-battery-supercharges-energy-transition-in-sydney#:~:text=A%20new%20Super%20Battery%20now,renewable%20energy%20target%20of%20adding
