Čínska energetická infraštruktúra urobila ďalší výrazný krok smerom k stabilnejšiemu a inteligentnejšiemu využívaniu obnoviteľných zdrojov. Inžinieri v krajine predstavili najväčší inteligentný jednosmerný transformátor na svete, ktorý má zásadne zmeniť spôsob, akým sa elektrina z vetra a slnka prenáša na veľké vzdialenosti. Zariadenie s výkonom 750 megavoltampérov má ročne zabezpečiť prenos až 36 miliárd kilowatthodín čistej energie po najdlhšej trase HVDC v Číne.

Impulzom pre jeho vývoj bola situácia z minulého roka, keď sa čínska elektrická sieť ocitla na hranici vážnej poruchy. Nestabilná výroba veternej energie na severozápade krajiny vtedy spôsobila výkyvy frekvencie, ktoré sa začali šíriť naprieč sieťou a ohrozovali stabilitu celého systému. Práve podobné scenáre sú pre moderné siete s vysokým podielom obnoviteľných zdrojov čoraz väčšou výzvou. Na tému upozornil Interesting Engineering.

Stabilita siete v ére vetra a slnka

Elektrická sieť musí v každom okamihu udržiavať rovnováhu medzi výrobou a spotrebou. Aj malé odchýlky môžu viesť k zmenám frekvencie a v krajnom prípade až k rozsiahlym výpadkom. Kým klasické elektrárne dokážu svoj výkon regulovať relatívne plynulo, obnoviteľné zdroje sú závislé od počasia a ich výkon sa môže meniť veľmi rýchlo.

Pexels

V auguste minulého roka sa tento problém vyhrotil v autonómnej oblasti Sin-ťiang, kde nekoordinovaná výroba z veterných elektrární vyvolala nízkofrekvenčné oscilácie. Tie ohrozili nielen regionálnu sieť, ale aj stabilitu národnej prenosovej sústavy. Tradičné prenosové systémy majú pri takýchto výkyvoch obmedzené možnosti, najmä na veľké vzdialenosti, kde nie je možné presne riadiť tok energie.

Riešením má byť nový flexibilný jednosmerný transformátor, ktorý vyvinula spoločnosť Changzhou Xidian Transformer patriaca do skupiny China XD Group. Zariadenie premieňa striedavý prúd z elektrární a lokálnych sietí na jednosmerný prúd, ktorý tečie stabilne jedným smerom. To výrazne zvyšuje efektivitu prenosu na dlhé vzdialenosti a zároveň umožňuje operátorom rýchlo reagovať na zmeny v sieti.

Výrobca tvrdí, že transformátor „stanovil svetový rekord v najvyššej kapacite jedného konvertorového transformátora v oblasti flexibilného jednosmerného prenosu“. Konštrukcia je navrhnutá tak, aby zvládala prudké zmeny vstupného výkonu z veterných a solárnych zdrojov. Využíva optické vlákna na monitorovanie vnútorných teplôt v reálnom čase a pokročilé riadenie magnetického poľa na zníženie energetických strát.

Prvý ultravykonový flexibilný HVDC systém

Transformátor je kľúčovou súčasťou systému HVDC, teda vysokonapäťového jednosmerného prenosu. Tento typ technológie premieňa striedavý prúd na jednosmerný pre efektívny prenos a na konci trasy ho opäť mení späť. V čase, keď krajiny po celom svete zvyšujú podiel obnoviteľných zdrojov, má HVDC zásadný význam pre znižovanie strát a presné riadenie tokov energie.

Nový inteligentný transformátor bude nasadený v rámci čínskeho projektu prenosu energie zo západu na východ. Ten má za cieľ presúvať elektrinu z provincií bohatých na obnoviteľné zdroje do husto osídlených a energeticky náročných oblastí na východe krajiny. Trasa s dĺžkou 2 370 kilometrov, vedúca z provincie Kan-su do provincie Če-ťiang, má ročne dodať viac než 36 miliárd kilowatthodín elektriny.

Čínske médiá uvádzajú, že táto inovácia „dokáže efektívne riešiť nestabilitu výroby elektriny z obnoviteľných zdrojov s vysokým podielom na strane dodávky“. Systém je označovaný za prvý ultravykonový flexibilný jednosmerný prenos, ktorý kombinuje veľkú vzdialenosť, vysokú kapacitu a riadenie v reálnom čase.

Vývojári už teraz pozerajú ďalej. V budúcnosti sa uvažuje o viacuzlových jednosmerných sieťach, ktoré by dokázali dynamicky smerovať elektrinu medzi viacerými regiónmi. Takéto riešenia by mohli výrazne zvýšiť spoľahlivosť a predvídateľnosť obnoviteľných zdrojov v globálnom meradle a naznačujú, ako by mohla vyzerať energetická sieť budúcnosti.

Čítajte viac z kategórie: Novinky