Huawei revela as 10 principais tendências de energia fotovoltaica inteligente para um futuro mais verde

Na conferência, Chen Guoguang, presidente da Huawei Smart PV + ESS Business, compartilhou os insights da Huawei sobre as dez direções da energia fotovoltaica inteligente sob a perspectiva da colaboração em vários cenários, transformação digital e promoção da segurança.

Huawei revela as 10 principais tendências de energia fotovoltaica inteligente para um futuro mais verde

Huawei revela as 10 principais tendências de energia fotovoltaica inteligente para um futuro mais verde

Artigo de | Huawei

A Huawei realizou a conferência “Top 10 Photovoltaic Energy Trends” com o tema “Accelerating Solar Energy as a Major Source of Energy”. Na conferência, Chen Guoguang, presidente da Huawei Smart PV + ESS Business, compartilhou os insights da Huawei sobre as dez direções da energia fotovoltaica inteligente sob a perspectiva da colaboração em vários cenários, transformação digital e promoção da segurança.

À medida que a proporção de energia renovável continua a aumentar, a indústria fotovoltaica ganhou um crescimento acelerado, no entanto, a indústria ainda enfrenta muitos desafios, incluindo como continuar a reduzir o custo nivelado de energia (LCOE), como melhorar a eficiência de operação e manutenção, e como manter a estabilidade da rede Energia com mais alimentação de energia renovável, como garantir a integridade do sistema de ponta a ponta.

“Em meio ao rápido crescimento da indústria fotovoltaica, esses desafios também trazem oportunidades.” disse Qin Guoguang. Como uma empresa voltada para o futuro, a Huawei deseja compartilhar nossa visão e pensamento com nossos parceiros, bem como com organizações e indivíduos interessados ​​em desenvolvimento verde e sustentável.

Direção 1: Gerador PV + ESS

À medida que mais energia renovável é alimentada nas redes elétricas, muitas questões técnicas complexas surgem em termos de estabilidade do sistema, balanço energético e qualidade da energia.

Portanto, um novo modo de controle é necessário para aumentar o controle de potência ativa/reativa e a capacidade de resposta e efetivamente mitigar as flutuações de frequência e tensão. Ao integrar PV e ESS, bem como tecnologia de modelagem de grade, podemos construir “geradores PV + ESS” que usam controle de fonte de tensão em vez de controle de fonte de corrente e fornecem suporte inercial poderoso, estabilização de tensão transitória e recursos de ignorar falhas. Isso transferirá a energia fotovoltaica da próxima grade para a formação da grade, o que ajuda a aumentar o feedback fotovoltaico.

O projeto Red Sea na Arábia Saudita foi um marco na aplicação prática dessas tecnologias, com a Huawei fornecendo uma gama completa de soluções, incluindo controlador fotovoltaico inteligente e sistema de armazenamento de energia de bateria de lítio (BESS) como um dos principais parceiros. Este projeto usa 400 megawatts de energia fotovoltaica e 1,3 GWh ESS para apoiar a rede elétrica que substitui os geradores a diesel tradicionais e fornece energia limpa e estável para 1 milhão de pessoas, construindo a primeira cidade do mundo alimentada por 100% de energia renovável.

Tendência 2: alta intensidade e confiabilidade

A tendência será a alta potência e confiabilidade dos equipamentos nas estações fotovoltaicas. Tomemos como exemplo os conversores fotovoltaicos, atualmente a tensão DC dos inversores aumenta de 1100V para 1500V com a aplicação de novos materiais como carboneto de silício (SiC) e nitreto de gálio (GaN), bem como a integração total de digital, poder eletrônica, tecnologias de gerenciamento térmico, estima-se que a densidade de potência do inversor aumentará cerca de 50% nos próximos cinco anos e a alta confiabilidade poderá ser mantida.

A usina fotovoltaica de 2,2 GW está localizada em Qinghai, na China, a uma altitude de 3.100 metros acima do nível do mar e possui 9.216 controladores fotovoltaicos inteligentes Huawei (inversores) trabalhando de forma estável neste ambiente hostil. O total de horas de disponibilidade dos adaptadores Huawei excede 20 milhões de horas e a disponibilidade chega a 99,999%.

Tendência 3: Eletrônica de Potência em Nível de Módulo (MLPE)

Impulsionada pelas políticas da indústria e pelo progresso tecnológico, a energia fotovoltaica distribuída experimentou um vigoroso desenvolvimento nos últimos anos. Enfrentamos desafios como otimizar o uso dos recursos do telhado, garantir alto rendimento energético e garantir a integridade do sistema PV + ESS. Portanto, uma gestão mais cuidadosa é uma obrigação.

Em um sistema fotovoltaico, eletrônica de potência em nível de módulo (MLPE) refere-se a equipamentos eletrônicos de potência que podem executar controle de otimização em um ou mais módulos fotovoltaicos, incluindo microinversores, otimizadores de energia e dispositivos de desacoplamento. O MLPE oferece valores exclusivos, como geração de energia em nível de unidade, monitoramento e desligamento seguro. À medida que os sistemas fotovoltaicos se tornam mais seguros e inteligentes, a taxa de penetração do MLPE no mercado fotovoltaico distribuído deve atingir 20% a 30% até 2027.

Tendência 4: série de armazenamento de energia

Em comparação com as soluções tradicionais de mainframe ESS, a solução Smart String ESS adota arquitetura distribuída e design modular. Ele usa tecnologias inovadoras e gerenciamento inteligente digital para otimizar a energia no nível da bateria e controlar a energia no nível do rack. Isso resulta em mais potência de descarga, investimento ideal, operação e manutenção simples, além de segurança e confiabilidade durante todo o ciclo de vida do ESS.

Em 2022, no projeto ESS de 200MW / 200MWh de Cingapura para fins de regulação de frequência e reserva de rotação, que é o maior projeto BESS no sudeste da Ásia, o Smart String ESS implementa gerenciamento redundante de carga e descarga para obter uma saída de energia estável por mais tempo e garantir os benefícios de regular a indecisão. Além disso, a função de calibração automática do SOC no nível da bateria reduz os custos de mão-de-obra e melhora muito a eficiência da operação e da manutenção.

Tendência 5: Administração repetida no nível da célula

Semelhante aos sistemas fotovoltaicos que estão mudando para o MLPE, os BESSs de lítio devem evoluir para um nível de gerenciamento menor. Somente o gerenciamento aprimorado no nível da célula da bateria pode lidar melhor com questões de eficiência e segurança. Atualmente, o sistema tradicional de gerenciamento de bateria (BMS) só pode resumir e analisar dados limitados, sendo quase impossível detectar falhas e gerar avisos no estágio inicial. Portanto, o BMS deve ser mais sensível, inteligente e até preditivo. Isso se baseia na coleta, computação e processamento de uma grande quantidade de dados e técnicas de inteligência artificial para encontrar o modo operacional ideal e fazer previsões.

Tendência 6: PV + ESS + Integração de rede

Do lado da geração de energia, vemos cada vez mais práticas de construção de bases de energia limpa PV + ESS que fornecem eletricidade aos centros de carga por meio de linhas de transmissão de energia UHV. Em termos de consumo de energia, as Centrais Elétricas Virtuais (VPPs) estão crescendo em popularidade em muitos países. Os VPPs combinam sistemas fotovoltaicos distribuídos massivos, ESS, cargas controláveis ​​e implementam programação flexível de unidades de geração de energia e unidades de armazenamento para atingir redução de pico, etc.

Portanto, a construção de um sistema de energia estável integrando a rede PV + ESS + para suportar o fornecimento de energia PV e a alimentação da rede se tornará uma medida fundamental para garantir a segurança energética. Podemos integrar tecnologias digitais, eletrônica de potência e tecnologias de armazenamento de energia para alcançar a integração multienergética. As Centrais Elétricas Virtuais (VPPs) podem gerenciar, operar e trocar energia de forma inteligente para sistemas PV+ESS distribuídos em massa por meio de várias tecnologias, incluindo 5G, IA e tecnologias de nuvem, que entrarão em vigor em mais países.

Direção 7: Melhorando a Segurança

A segurança é a pedra angular do desenvolvimento da indústria PV & ESS. Isso exige que consideremos sistematicamente todos os cenários e interconexões e integremos totalmente a eletrônica de potência, eletroquímica, gerenciamento térmico e tecnologias digitais para atualizar a integridade do sistema. Na estação fotovoltaica, as falhas causadas pelo lado CC representam mais de 70% de todas as falhas. Portanto, o inversor precisa suportar desconexão inteligente de string e detecção automática de condutor. No cenário fotovoltaico distribuído, a função AFCI (interruptor de circuito de falha de arco) se tornará uma configuração padrão e a função de desligamento rápido em nível de módulo garantirá a segurança do pessoal de manutenção e dos bombeiros. No cenário do ESS, várias tecnologias, como eletrônica de potência, nuvem e inteligência artificial, são necessárias para implementar o gerenciamento otimizado do ESS, desde as células da bateria até todo o sistema. O modo de proteção tradicional baseado em resposta passiva e isolamento físico é alterado para proteção automática ativa e a implementação de design de segurança multidimensional de hardware para software e de arquitetura para algoritmo.

Tendência 8: segurança e confiabilidade

Além dos benefícios, os sistemas fotovoltaicos também apresentam diversos riscos, entre eles a segurança dos equipamentos e a segurança da informação. Os riscos de segurança do equipamento referem-se principalmente ao desligamento causado por falhas. O risco de segurança da informação refere-se a ataques de rede externa. Para lidar com esses desafios e ameaças, empresas e organizações precisam estabelecer um conjunto completo de mecanismos de gerenciamento de “segurança e confiabilidade”, incluindo confiabilidade, disponibilidade, segurança e resiliência de sistemas e dispositivos. Também precisamos implementar salvaguardas para segurança pessoal e ambiental, bem como privacidade de dados.

Tendência 9: digitalização

As usinas fotovoltaicas tradicionais contêm uma grande quantidade de equipamentos e carecem de canais de coleta de informações e relatórios. A maioria dos equipamentos não consegue “comunicar” uns com os outros o que é muito difícil de implementar uma gestão otimizada.

Com a introdução de tecnologias digitais avançadas, como 5G, Internet das Coisas (IoT), computação em nuvem, tecnologias de sensores e big data, as usinas fotovoltaicas podem enviar e receber informações usando “bits” (fluxos de informações) para gerenciar “watts” (energia correntes). A ligação completa de geração, transmissão, armazenamento, distribuição e consumo de distribuição é visível, gerenciável e controlada.

Tendência 10: Aplicação de IA

À medida que o setor de energia entra na era dos dados, a melhor forma de coletar, usar e maximizar os dados tornou-se uma das principais preocupações de todo o setor.

As tecnologias de IA podem ser amplamente aplicadas nos campos de energia renovável e desempenham um papel insubstituível no ciclo de vida de PV + ESS, incluindo fabricação, construção, operação, manutenção, otimização e operação. A convergência de IA e tecnologias como computação em nuvem e big data está se aprofundando, e a cadeia de ferramentas com foco em processamento de dados, treinamento de modelos, implantação, operação e monitoramento de segurança será enriquecida. No campo das energias renováveis, a inteligência artificial, como eletrônica de potência e tecnologias digitais, transformará profundamente o setor.

No final, Chen Guoguang observou que as aplicações convergentes de 5G, nuvem e inteligência artificial formam um mundo onde todas as coisas podem sentir, todas as coisas estão conectadas e todas as coisas são inteligentes. Está chegando mais rápido do que pensamos. A Huawei identifica as 10 principais tendências da indústria fotovoltaica e descreve o mundo verde e inteligente no futuro próximo. Esperamos que pessoas de todas as esferas da vida possam se unir para atingir as metas de neutralidade de carbono e construir um futuro mais verde e melhor.

O conteúdo e as opiniões expressas neste artigo são de responsabilidade do autor e não representam necessariamente as opiniões da AltEnergyMag

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