Відновлювана енергія — сценарій застосування

Огляд

Глобальний перехід на чисту енергію змінює електричну інфраструктуру на всіх рівнях — від сонячних установок на дахах до офшорних вітрових електростанцій потужністю кілька гігават та масштабних систем акумулювання енергії для електромережі. З розширенням потужності виробництва енергії з відновлюваних джерел зростає й складність електричних систем, необхідних для збору, обробки, зберігання та надійної подачі цієї енергії в мережу.

Шкафи низьковольтного розподілу є незамінними на всьому ланцюзі виробництва енергії з відновлюваних джерел. Вони забезпечують агрегацію вихідної потужності інверторів на сонячних електростанціях, постачають допоміжну та керуючу електроенергію в усіх підстанціях вітрових турбін, інтегрують системи акумуляції енергії на основі акумуляторів (BESS) з інверторами, що підключаються до мережі, а також забезпечують інфраструктуру керування й захисту електродвигунів на рівні електростанції, що дозволяє обладнанню генерації працювати цілодобово. У сфері відновлюваних джерел енергії, де виробництво енергії є переривчастим, а кожна година незапланованого простою означає втрату доходу й загрозу стабільності електромережі, надійність низьковольтного комутаційного обладнання — це не вторинне питання, а ключове вимога проекту. Наші розподільні шкафи створені, щоб відповідати саме цьому стандарту: вони стійкі до атмосферних впливів, відповідають стандарту IEC 61439 та розроблені для важких умов експлуатації на відкритому повітрі й напіввідкритих приміщеннях, де функціонує інфраструктура відновлюваних джерел енергії.

Сонячні фотоелектричні електростанції —Агрегація вихідної потужності інверторів та допоміжне електропостачання електростанції

У сонячній електростанції корисного масштабу ряди панелей подають постійний струм у рядні або центральні інвертори, які перетворюють його на змінний струм 400 В. Потім вихідні сигнали кількох інверторів об’єднуються на низьковольтних комбінованих розподільних щитах перед підвищенням напруги за допомогою середньовольтних трансформаторів для подачі в мережу. Цей етап об’єднання інверторів є одним із найважливіших розподільних пунктів на електростанції — він обробляє високі постійні струми, часті цикли через зміни хмарності, що впливають на виробництво енергії, а також хвилі, багаті гармоніками, які генерують інвертори.



Наші панелі розподілу низької напруги та системи шин – розраховані на струм до 4000 А та призначені для середовищ із високим рівнем гармонік – забезпечують агрегацію струму та координацію захисту, необхідну електроінженерам сонячних електростанцій. У нижчому рівні спеціалізовані допоміжні розподільні щити живлять експлуатаційні навантаження станції: вентилятори охолодження інверторів, двигуни приводу трекерів, обладнання зв’язку, системи безпеки та освітлення території. Ці допоміжні навантаження мають залишатися під напругою навіть під час відключення станції для технічного обслуговування, що вимагає ретельного відокремлення від генераційного кола та надійного незалежного живлення від мережі або місцевого генератора.

Вітряні ферми —Підстанція турбіни та допоміжне живлення колекторної мережі

Кожен вітряний двигун має власну внутрішню низьковольтну електричну систему, яка живить системи керування кутом установки лопатей (pitch) та орієнтацією гондоли (yaw), систему опалення, вентиляції та кондиціювання повітря в гондолі (HVAC), обігрів лопатей (у встановленнях у холодному кліматі), аварійне освітлення та обладнання для моніторингу стану. У підставі кожного вітряного двигуна або в спеціалізованому будинку підстанції компактна низьковольтна розподільна панель керує цим допоміжним навантаженням і працює в умовах екстремальних температурних діапазонів, високої вологості, повітря, насиченого соллю (у прибережних та офшорних застосуваннях), а також постійних механічних вібрацій від конструкції вітряного двигуна.



На рівні збірної підстанції, де електроенергія від кількох турбін збирається перед підключенням до мережі, великі низьковольтні розподільні щити живлять допоміжні навантаження підстанції: охолодження трансформаторів, панелі реле захисту, а також освітлення й опалення підстанції. Компоненти нашого комутаційного обладнання — з корпусами, що мають ступінь захисту IP54/IP65, стійкими до корозії покриттями та опорами шин з епоксидної смоли з високою ізоляцією, розрахованими на витримку напруги 4500 В — спеціально розроблені для умов екстремального навколишнього середовища електроприміщень вітрових електростанцій, як наземних, так і морських платформ підстанцій.

Системи зберігання енергії батареї (BESS) —Інтеграція сховищ енергії масштабу електромережі

Зберігання енергії в акумуляторах — це найшвидше зростаючий сегмент сектору відновлюваних джерел енергії, що забезпечує балансування мережі, регулювання частоти та згладжування пікового навантаження, необхідне для преривчастого сонячного й вітрового електрогенерування. Установка системи зберігання енергії (BESS) у масштабі електромережі зазвичай складається з акумуляторних модулів, двонаправлених систем перетворення потужності (PCS) та низьковольтної розподільної інфраструктури, яка керує потоком потужності між постійним струмом акумуляторної шини, інвертерами PCS та точкою підключення до змінного струму електромережі.



Розподільні щити низької напруги на об’єкті системи зберігання електроенергії (BESS) повинні забезпечувати двонапрямковий потік потужності, керувати координацією захисту між кількома паралельно працюючими одиницями системи перетворення потужності (PCS) та підтримувати безперервну доступність — оскільки об’єкт BESS часто укладає контракти на надання послуг регулювання частоти з часом реакції, вимірюваним у мілісекундах. Наші важкі з’єднувачі шин, висувні вимикачі-ізолятори та комплектні заземлювальні вимикачі з механічною блокувальною системою забезпечують необхідну точність перемикання й надійне відключення при аваріях — саме цього вимагають інженери-електрики, які працюють із системами BESS. Допоміжні розподільні щити всередині корпусів BESS живлять системи управління батареями (BMS), агрегати термокерування, системи пожежогасіння та інфраструктуру моніторингу об’єкта — усі ці компоненти мають залишатися працездатними незалежно від стану заряду чи розряду акумуляторного обладнання.

Гібридні електростанції та мікромережі —Інтегровані генерація та зберігання

Усе частіше проекти відновлюваних джерел енергії поєднують сонячні фотоелектричні системи, вітрові електростанції, системи зберігання енергії на основі акумуляторів (BESS) та резервні дизельні або газові електростанції в єдиній інтегрованій гібридній електростанції або мікромережі — зокрема для віддалених гірничодобувних об’єктів, островних енергосистем та промислових об’єктів поза загальною енергомережею. Такі установки потребують складної низьковольтної розподільної архітектури, здатної керувати кількома одночасними джерелами живлення, забезпечувати безперервне перемикання джерел за допомогою автоматичних переключників живлення (ATS) та підтримувати стабільну напругу й частоту для чутливих технологічних навантажень незалежно від того, яке джерело живлення активне.

Наші панелі розподілу низької напруги, механізми керування, сумісні з АВР, та системи блокування шинного зв’язку підтримують складну логіку перемикання в архітектурі гібридних електростанцій. Аксесуари для панелей паралельного підключення генераторів та системи шин великих струмів забезпечують механічну й електричну основу для систем керування, що регулюють розподіл навантаження, пріоритетність джерел живлення та послідовність «чорного старту» — здатність відновити живлення всієї електростанції з обеструjenого стану за допомогою лише місцевих генераційних ресурсів.

Експлуатація та технічне обслуговування: інфраструктура —Допоміжне живлення на всьому об’єкті

Кожен об’єкт відновлюваної енергетики — незалежно від технології генерації — потребує надійного допоміжного електропостачання на всьому майданчику для систем, що забезпечують роботу електростанції: системи SCADA та зв’язку, охорона периметра та система відеоспостереження, освітлення доріг та під’їздів до майданчика, майстерні технічного обслуговування та приміщення для забезпечення благополуччя персоналу. У великих сонячних або вітрових електростанціях, розташованих на сотнях гектарів, така мережа допоміжного електропостачання сама по собі стає значним завданням розподілу електроенергії й вимагає стратегічного розташування розподільних щитів, надійного захисту кабелів та комутаційного обладнання, яким можуть безпечно керувати й обслуговувати техніки-полевики з мінімальним спеціалізованим навчанням.

Наші компактні аксесуари для розподільних щитів, ручки вимикачів, готові до блокування замком, та чітко позначені робочі механізми розроблені з урахуванням можливості обслуговування на місці — що дозволяє команді експлуатації об’єкта безпечно відключати, перевіряти та відновлювати окремі ланцюги без залучення спеціалізованих підрядників, скорочуючи таким чином витрати на технічне обслуговування й час реагування при виникненні несправностей.

Чому наші продукти підходять для проектів відновлюваної енергетики

Проекти відновлюваної енергетики розробляються відповідно до жорстких фінансових моделей, де кожне рішення щодо компонентів впливає як на капітальні витрати (CAPEX), так і на довгострокові експлуатаційні витрати (OPEX) активу протягом його робочого терміну — 25–35 років.

• Стійкі до впливу навколишнього середовища: Конструкція, сумісна з IP54/IP65; стійкі до корозії покриття для узбережних та високовологих середовищ
• Стійкі до гармонік: системи шин і ізоляційні компоненти, розраховані на роботу в умовах нелінійних струмів, багатих гармоніками, що виникають у системах генерації на основі інверторів та систем перетворення потужності акумуляторних електростанцій (BESS)
• Сертифіковано: Сертифіковано за IEC 61439
• Оптимізовано для всього терміну експлуатації: модульні конструкції роз’ємів і шинопроводів зменшують час обслуговування, що знижує експлуатаційні витрати протягом усього терміну служби обладнання
• Підтримка CAD: файли форматів .STEP та .DWG доступні для всіх основних компонентів, що сприяє детальному проектуванню підрядниками EPC та підготовці FAT
• Готово до тендеру: гарантія ціни на 30 днів для подання переліку обсягів робіт (BOQ); безкоштовні інженерні зразки для схвалення специфікацій

 
Від сонячних електростанцій великої потужності на Близькому Сході до офшорних вітрових підстанцій у Північній Європі та акумулюючих електростанцій великої потужності (BESS) у Північній Америці — наші низьковольтні розподільні компоненти прямого заводського постачання забезпечують необхідну міцність, сертифікацію та галузеву експертизу для інфраструктури відновлюваних джерел енергії.