Obnoviteľné zdroje energie – scénár použitia

Prehľad

Globálny prechod na čistú energiu mení elektrickú infraštruktúru v každom rozsahu – od solárnych inštalácií na strechách až po viacgigawattové morské veterné farmy a batériové úložiská s kapacitou siete. Keď sa kapacita výroby z obnoviteľných zdrojov rozširuje, zvyšuje sa aj zložitosť elektrických systémov potrebných na zbieranie, úpravu, ukladanie a spoľahlivé dodávanie tejto energie do siete.

Nízkoštvové rozvádzače sú nevyhnutné v celom reťazci obnoviteľných zdrojov energie. Riadia zoskupenie výstupu striedavých meničov na slnečných elektrárňach, zabezpečujú pomocnú a riadiacu energiu v celých podstaniciach veterných elektrární, integrujú systémy batériového ukladania energie (BESS) so sieťovými striedavými meničmi a poskytujú infraštruktúru riadenia a ochrany motorov na úrovni elektrárne, ktorá zabezpečuje nepretržitý prevádzkový chod generujúcich zariadení. V oblasti obnoviteľných zdrojov energie, kde je výroba energie nespojitá a každá hodina nepredvídaného výpadku znamená straty príjmov a riziko pre stabilitu siete, spoľahlivosť nízkoštvového rozvádzača nie je sekundárnou záležitosťou – je to základný požiadavok projektu. Naše rozvádzače sú navrhnuté tak, aby tieto požiadavky splnili: odolné voči poveternostným vplyvom, vyhovujúce norme IEC 61439 a technicky optimalizované pre náročné vonkajšie a polovonkajšie prostredia, v ktorých funguje infraštruktúra obnoviteľných zdrojov energie.

Slnečné fotovoltaické elektrárne – Zoskupenie výstupu striedavých meničov a pomocná energia elektrárne

V solárnej elektrárni na úrovni verejných služieb sa reťazce panelov napájajú striedavým prúdom cez reťazcové alebo centrálne meniče, ktoré ho prevedú na striedavý prúd 400 V. Výstupy viacerých meničov sa potom zoskupia na nízkoproudových kombinačných rozvádzačoch pred tým, ako sa cez strednoproudé transformátory zvýšia napätie pre vstup do siete. Táto fáza zoskupenia meničov je jedným z najkritickejších distribučných bodov v elektrárni – zaobchádza s vysokými trvalými prúdmi, častým zapínaním a vypínaním pri zmenách množstva slnečného žiarenia spôsobených oblačnosťou a harmonickými bohatými vlnovými tvarmi, ktoré meniče generujú.



Naše rozvádzače nízkeho napätia a systémy sběrníc – s výkonom až 4000 A a navrhnuté pre prostredia s vysokými harmonickými – poskytujú agregáciu prúdu a koordináciu ochrany, ktorú vyžadujú elektroinžinieri slnečných elektrární. V ďalšom stupni špeciálne pomocné rozvádzače zásobia prevádzkové zaťaženia elektrárne: chladiče invertorov, pohonné motory sledovačov, komunikačné zariadenia, bezpečnostné systémy a osvetlenie areálu. Tieto pomocné zaťaženia musia zostať napájané aj vtedy, keď je elektráreň vypnutá na údržbu, čo vyžaduje starostlivé oddelenie od generovacieho okruhu a spoľahlivé nezávislé napájanie zo siete alebo z miestneho generátora.

Veterné farmy – Pomocné napájanie turbínnej stanice a zbieracej siete

Každá veterná turbína obsahuje vlastný vnútorný nízkonapäťový elektrický systém – ktorý napája systémy ovládania nastavenia listov (pitch) a otočenia gondoly (yaw), klimatizáciu gondoly, vyhrievanie listov (pri inštaláciách v chladných oblastiach), bezpečnostné osvetlenie a zariadenia na monitorovanie stavu. V spodnej časti každej turbíny alebo v samostatnej budove rozvodu sa nachádza kompaktný nízkonapäťový rozvodný panel, ktorý spravuje tieto pomocné zaťaženia a funguje v prostredí s extrémnymi teplotnými rozsahmi, vysokou vlhkosťou, vzduchom nasýteným soľou (pri pobrehových a morských aplikáciách) a nepretržitými mechanickými vibráciami zo štruktúry turbíny.



Na úrovni zbieracej rozvodne stanice, kde sa elektrický výkon z viacerých turbín zhromažďuje pred pripojením do siete, väčšie nízko napäťové rozvádzače zásobia pomocné zariadenia stanice: chladenie transformátorov, panely ochranných relé a osvetlenie a vykurovanie rozvodnej stanice. Naše komponenty rozvádzačov – s ochrannými stupňami krytia IP54/IP65, povrchmi odolnými proti korózii a podporami pre autobusové vedenia z epoxidovej pryskyriny s vysokou izoláciou, ktoré vydržia napätie 4500 V – sú navrhnuté špeciálne pre prísne prostredie elektrických miestností veterných elektrární, či už na súši alebo na morských rozvodných platformách.

Systémy akumulácie energie v batériách (BESS) – Integrácia úložísk energie na úrovni siete

Ukladanie energie v batériách je najrýchlejšie rastúci segment odvetvia obnoviteľných zdrojov energie, ktorý poskytuje vyrovnávanie siete, reguláciu frekvencie a vyrovnanie špičkového zaťaženia, čo je potrebné pre nespoľahlivé solárne a veterné elektrárne. Inštalácia BESS na úrovni verejných dodávateľov energie sa zvyčajne skladá z batériových modulov, obojsmerných systémov premeny výkonu (PCS) a nízko napäťovej distribučnej infraštruktúry, ktorá riadi tok výkonu medzi batériovou DC zbernicou, invertormi PCS a miestom pripojenia k striedavému elektrickému rozvodu.



Rozvádzače nízkeho napätia v zariadení BESS musia zvládnuť obojsmerný tok energie, riadiť koordináciu ochrany medzi viacerými jednotkami PCS prevádzkovanými paralelne a zabezpečovať nepretržitú dostupnosť – keďže zariadenie BESS sa často zaväzuje poskytovať služby regulácie frekvencie s časmi reakcie meranými v milisekundách. Naše výkonné konektory pre sběrnice, zásuvné výklopné izolátory a mechanicky uzamknuté zostavy uzemňovacích spínačov poskytujú presnosť prepínania a spoľahlivosť izolácie pri poruchách, ktorú vyžadujú elektroinžinieri BESS. Pomocné rozvádzače umiestnené v obaloch BESS napájajú systémy riadenia batérií (BMS), jednotky tepelného riadenia, systémy hasenia požiaru a infraštruktúru monitorovania lokality – všetky tieto komponenty musia zostať funkčné bez ohľadu na stav nabitia alebo vybíjania batériového aktíva.

Hybridné elektrárne a mikrosiete – Integrovaná výroba a ukladanie energie

Stále častejšie sa projektmi obnoviteľných zdrojov energie kombinujú fotovoltaické systémy, veterné elektrárne, batériové úložiská energie (BESS) a záložné dieselové alebo plynové generátory v rámci jednej integrovanej hybridnej elektrárne alebo mikrosiete – najmä pre odľahlé ťažobné prevádzky, ostrovné siete a priemyselné zariadenia mimo siete. Tieto inštalácie vyžadujú sofistikovanú nízkonapäťovú distribučnú architektúru, ktorá dokáže spravovať viaceré súčasné zdroje energie, vykonávať bezproblémové prepínanie zdrojov prostredníctvom automatických prepínačov napájania (ATS) a udržiavať stabilné napätie a frekvenciu pre citlivé technologické záťaže bez ohľadu na to, ktorý zdroj energie je práve aktívny.

Naše rozvádzače nízkeho napätia, prevádzkové mechanizmy kompatibilné s ATS a systémy zámkovania pre spojovacie zbernice podporujú zložitú logiku prepínania v architektúrach hybridných elektrární. Príslušenstvo pre paralelné zapojenie generátorov a systémy vysokoprúdových zberníc poskytujú mechanický a elektrický základ pre riadiace systémy, ktoré spravujú rozdeľovanie zaťaženia, prioritu zdrojov a postup obnovy napájania – schopnosť obnoviť napájanie celej elektrárne z beznapäťového stavu výlučne pomocou lokálnych zdrojov výroby energie.

Prevádzka a údržba – infraštruktúra – Pomocné napájanie pre celé miesto

Každá zariadenie na výrobu obnoviteľnej energie – bez ohľadu na technológiu výroby – vyžaduje spoľahlivé pomocné napájanie pre celé miesto, ktoré zabezpečuje prevádzku zariadenia: systémy SCADA a komunikačné siete, ochranu obvodu a CCTV, cesty a osvetlenie prístupov na mieste, dielne na údržbu a zariadenia pre pohodlie personálu. V rozsiahlych solárnych alebo veterných elektrárňach rozprestierajúcich sa na stovkách hektárov predstavuje táto sieť pomocného napájania sama o sebe významnú výzvu pre distribúciu, čo vyžaduje stratygicky umiestnené rozvody, pevnú ochranu káblov a spínacie zariadenia, ktoré môžu poľní technici bezpečne obsluhovať a udržiavať s minimálnym špecializovaným školením.

Naše kompaktné príslušenstvo pre rozvádzače, izolačné rukoväte pripravené na uzamykanie zámkom a jasne označené ovládacie mechanizmy sú navrhnuté s ohľadom na údržbu priamo na mieste – čo umožňuje prevádzkovému tímu na stavenisku bezpečne izolovať, testovať a obnoviť jednotlivé obvody bez potreby špecializovaných dodávateľov, čím sa znížia náklady na údržbu aj doba reakcie pri výskyte porúch.

Prečo sa naše výrobky hod ia pre obnoviteľné zdroje energie

Projekty využívajúce obnoviteľné zdroje energie sa vyvíjajú podľa prísnych finančných modelov, kde každé rozhodnutie o komponentoch ovplyvňuje nielen kapitálové výdavky (CAPEX), ale aj dlhodobé prevádzkové výdavky (OPEX) aktíva počas jeho prevádzkovej životnosti trvajúcej 25 až 35 rokov.

• Odolné voči vonkajším vplyvom: Konštrukcia kompatibilná s ochranou IP54/IP65; povrchové úpravy odolné voči korózii pre pobrežné a vysokovlhkostné prostredia
• Odolné voči harmonickým zložkám: systémy sběrníc a izolačné komponenty certifikované pre prostredia s nelineárnymi, bohatými na harmonické zložky prúdmi, ktoré vznikajú pri generácii založenej na invertoroch a systémoch premeny energie batériových úložísk (BESS)
• Certifikované: Certifikované podľa IEC 61439
• Optimalizované pre celú životnosť: návrh zásuvného výklopného panela a modulárnych sběrnic minimalizuje čas potrebný na údržbu a tak zníži prevádzkové náklady počas celej životnosti zariadenia
• Podpora CAD: sú k dispozícii súbory vo formátoch .STEP a .DWG pre všetky hlavné komponenty, čo podporuje podrobný návrh pre EPC dodávateľov a prípravu FAT
• Pripravené na verejnú súťaž: záväzná cenová ponuka na 30 dní pre predloženie rozpisu položiek (BOQ); bezplatné inžinierske vzorky na schválenie špecifikácií

 
Od veľkých solárnych elektrární v Strednom východe cez pobrežné veterné elektrárne v severnej Európe až po veľké akumulačné stanice BESS v Severnej Amerike – naše nízkonapäťové distribučné komponenty priamo z výrobného závodu poskytujú potrebnú trvanlivosť, certifikáciu a odborné skúsenosti vyžadované infraštruktúrou obnoviteľných zdrojov energie.