Σε δίκτυα που κυριαρχούνται όλο και περισσότερο από ανανεώσιμες πηγές, η τεχνολογία σχηματισμού δικτύου αναδεικνύεται ως κρίσιμο εργαλείο για τη διατήρηση της σταθερότητας και τη διασφάλιση αξιόπιστης λειτουργίας του συστήματος ενέργειας. Σε αυτή τη συνέντευξη με το ESS News, ο Rui Sun, Αναπληρωτής Γενικός Διευθυντής - Κέντρο Τεχνολογίας Δικτύου της Sungrow, εξηγεί πώς λειτουργεί ο σχηματισμός δικτύου, γιατί είναι σημαντικός και πού η τεχνολογία αποδεικνύει ήδη την αξία της. Επεξηγεί τεχνικές προκλήσεις, ρυθμιστικά κενά και γιατί ο σχηματισμός δικτύου θα μπορούσε σύντομα να γίνει το νέο βιομηχανικό πρότυπο.

Ένας από τους λόγους που ξεκινήσαμε αυτή τη συζήτηση ήταν η έκθεση που εξέδωσε η Sungrow σχετικά με την τεχνολογία διαμόρφωσης δικτύου. Μπορείτε να μας περιηγηθείτε στο γιατί την δημοσιεύσατε και τι καλύπτει;

Φυσικά. Δημοσιεύσαμε το έγγραφο για να μοιραστούμε τις ιδέες και την τεχνική πρόοδο που έχουμε κάνει στην τεχνολογία σχηματισμού δικτύου. Καθώς περισσότεροι πόροι βασισμένοι σε αντιστροφείς συνδέονται σε συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως, αναγνωρίσαμε την ανάγκη να παρέχουμε μια σαφή επισκόπηση του τι πραγματικά συνεπάγεται ο σχηματισμός δικτύου – όχι μόνο ως έννοια ελέγχου αλλά ως πολυεπίπεδη ενσωμάτωση υλικού, λογισμικού και μηχανικής σε επίπεδο συστήματος. Το έγγραφο αναδεικνύει πώς αναπαράγουμε τις θεμελιώδεις συμπεριφορές των συγχρονικών γεννητριών, όπως η αδράνεια και η απόσβεση, διατηρώντας ταυτόχρονα την ευελιξία της ηλεκτρονικής ισχύος. Είναι επίσης μια προσπάθεια για να συνεισφέρουμε στην κατανόηση και συνεργασία σε ολόκληρη τη βιομηχανία.

Πόσο καιρό αναπτύσσεται η τεχνολογία grid-forming και πώς έχει φαίνεται ο δρόμος για τον Sungrow;

Η ιδέα χρονολογείται από μία ή δύο δεκαετίες πριν. Ο κλάδος εργάζεται για την εφαρμογή της, και διαφορετικοί κατασκευαστές μπορεί να ακολουθήσουν ελαφρώς διαφορετικές προσεγγίσεις. Στην Sungrow, το ταξίδι μας εστιάζει στην οικοδόμηση μιας στέρεης τεχνολογικής βάσης που συνδυάζει τη φυσική της παραδοσιακής παραγωγής με τα πλεονεκτήματα των σύγχρονων συστημάτων αντιστροφέων. Αυτό περιλαμβάνει τα πάντα, από την απόκριση συχνότητας και την υποστήριξη βραχυκυκλώματος έως τη διαχείριση θερμότητας και τις αρχιτεκτονικές πολλαπλών επιπέδων ελέγχου. Ο στόχος μας ήταν πάντα να φέρουμε σταθερότητα, κλιμακωσιμότητα και διαλειτουργικότητα σε πολύπλοκα ηλεκτρικά συστήματα—σε δίκτυο και εκτός δικτύου.

Μιλώντας για off-grid, θα έλεγες ότι εκεί είναι που αυτή η τεχνολογία πήρε για πρώτη φορά ρίζα;

Ναι, αυτό είναι σωστό. Πολλές πρώιμες εφαρμογές ήταν σε αποσυνδεδεμένα ή απομονωμένα συστήματα – περιβάλλοντα όπου η διατήρηση της σταθερότητας τάσης και συχνότητας χωρίς κεντρικό δίκτυο είναι ιδιαίτερα προκλητική. Αλλά τώρα βλέπουμε τις ίδιες ανάγκες να αυξάνονται σε περιβάλλοντα συνδεδεμένα με δίκτυο, ειδικά καθώς η διείσδυση ανανεώσιμης ενέργειας αυξάνεται και οι συμβατικοί σύγχρονοι μηχανισμοί αποσύρονται.

Πώς συγκρίνονται οι σχηματιστές αντιστροφέων δικτύου με τους σύγχρονους γεννήτριες όταν πρόκειται για την ανταπόκριση σε πραγματικές διαταραχές;

Λειτουργικά, οι αντιστροφείς διαμόρφωσης δικτύου στοχεύουν στην αναπαραγωγή της συμπεριφοράς πηγής τάσης των συγχρονικών μηχανών. Παρέχουν απόκριση παρόμοια με αδράνεια, ρύθμιση συχνότητας, έλεγχο τάσης και ακόμη και επιβίωση βλαβών. Η διαφορά έγκειται στο υλικό: οι συγχρονικοί γεννήτριες είναι ηλεκτρομηχανικές, ενώ οι αντιστροφείς είναι συσκευές που βασίζονται σε λογισμικό. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να σχεδιάσουμε προσεκτικά στρατηγικές ελέγχου—και μερικές φορές να βελτιώσουμε το υλικό—για να επιτύχουμε παρόμοιες αποκρίσεις. Για παράδειγμα, έχουμε αναπτύξει πιο αποτελεσματικά συστήματα ψύξης και σχήματα ισορροπίας κυψελών για να αντιμετωπίσουμε τη συχνή κυκλική λειτουργία που επιφέρει η διαμόρφωση δικτύου.

Πώς συγκρίνονται τα κόστη με τους σύγχρονους γεννήτριες, ειδικά λαμβάνοντας υπόψη τη λειτουργία και τη συντήρηση;

Οι σύγχρονες μηχανές έχουν υψηλή συντήρηση λόγω των κινούμενων μερών και των κινητήρων. Τα συστήματα αντιστροφέων μας – τόσο για τα πεδία PV όσο και για την αποθήκευση ενέργειας – είναι modular, δεν έχουν κινούμενα μέρη και είναι ευκολότερα να παρακολουθούνται και να αναβαθμίζονται. Η δυνατότητα αναπρογραμματισμού λειτουργιών μέσω ενημερώσεων firmware είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα. Μακροπρόθεσμα, οι αντιστροφείς που διαμορφώνουν το δίκτυο προσφέρουν μια πιο οικονομικά αποδοτική και ευέλικτη λύση, ειδικά καθώς αλλάζουν οι απαιτήσεις.

Ποια είναι τα τρέχοντα εμπόδια για την ευρύτερη υιοθέτηση – τεχνικά, ρυθμιστικά ή οικονομικά;

Και τα τρία, σε κάποιο βαθμό. Τεχνικά, είναι πιο πολύπλοκο να εφαρμοστούν και να κλιμακωθούν συστήματα διαμόρφωσης δικτύου. Τα κανονιστικά περιβάλλοντα είναι κατακερματισμένα, αν και αυτό βελτιώνεται. Η οικονομική είναι λιγότερο ανησυχία. Οι αντιστροφείς διαμόρφωσης δικτύου προσφέρουν μακροπρόθεσμη αξία μέσω χαμηλότερης συντήρησης, υψηλότερης ευελιξίας και δυνατότητας αναβάθμισης υλικολογισμικού. Εν τω μεταξύ, οι κατασκευαστές προσπαθούν να μειώσουν το κόστος της τεχνολογίας μέσω περισσότερης ωριμότητας. Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις είναι η λειτουργική εμπειρία – αυτή είναι ακόμη μια σχετικά νέα τεχνολογία και χρειαζόμαστε περισσότερο χρόνο και δεδομένα για να δημιουργήσουμε εμπιστοσύνη σε όλη τη βιομηχανία.

Πόσο διαφορετικές είναι οι ρυθμιστικές απαιτήσεις στις διάφορες αγορές για την τεχνολογία διαμόρφωσης δικτύου;

Παρουσιάζουν αρκετές διαφορές. Η Κίνα, για παράδειγμα, έχει εκδώσει κανονισμούς σχετικά με την απόκριση συχνότητας και τη συμπεριφορά βραχυκυκλώματος. Η Γερμανία θα απαιτήσει υπηρεσίες αδράνειας από το 2026. Ο κανονισμός δικτύου του Ηνωμένου Βασιλείου περιλαμβάνει ειδικές διατάξεις για απόδοση διαμόρφωσης δικτύου. Η Αυστραλία είναι μπροστά σε πολλούς τομείς, με λεπτομερείς κατευθυντήριες γραμμές απόδοσης και ένα πλαίσιο δοκιμών. Η Βόρεια Αμερική προλαβαίνει, ιδιαίτερα σε πολιτείες όπως το Τέξας. Ενώ οι απαιτήσεις διαφέρουν, βλέπουμε κοινούς άξονες – σταθερότητα συχνότητας και τάσης, έλεγχο αρμονικών και την ικανότητα να επιβιώνουν σε βλάβες υπό ασθενείς συνθήκες δικτύου. Γι' αυτό σχεδιάζουμε τα συστήματά μας με ένα ευέλικτο αλλά ανθεκτικό επίπεδο ελέγχου που μπορεί να προσαρμοστεί για διαφορετικές αγορές.

Υπάρχουν προκλήσεις όταν αναπτύσσεται τεχνολογία σχηματισμού δικτύου σε μεγάλη κλίμακα;

Ναι, ειδικά σε παράλληλη λειτουργία. Κάθε αντιστροφέας λειτουργεί ως ανεξάρτητη πηγή τάσης, οπότε ο συντονισμός τους χωρίς αστάθεια είναι πολύπλοκος. Αναλαμβάνουμε αυτό χρησιμοποιώντας προηγμένες τεχνικές εικονικής αντίστασης και συγχρονισμού για να διαχειριστούμε την ηλεκτρική απόσταση και την κατανομή φορτίου. Επίσης, τα συστήματα βασισμένα σε αντιστροφείς πρέπει να πληρούν τις απαιτήσεις βραχυκύκλωσης και υπερφόρτωσης – περιοχές όπου οι παραδοσιακοί γεννήτριες θεωρούνταν πλεονεκτικοί λόγω της μηχανικής τους μάζας. Έχουμε αναπτύξει ισχυρό υλικό για να ξεπεράσουμε αυτές τις προκλήσεις και το έχουμε αποδείξει σε μεγάλες εγκαταστάσεις. Στο τέλος, είναι ένα δίκαιο παιχνίδι για διαφορετικές μορφές παραγωγής.

Αναμένετε ότι οι τεχνολογίες σχηματισμού δικτύου θα αντικαταστήσουν εντελώς τις τεχνολογίες παρακολούθησης δικτύου, ή υπάρχει ένας βέλτιστος συνδυασμός;

Αυτή είναι μια εξαιρετική ερώτηση. Αυτή τη στιγμή, το grid-forming αποκτά γρήγορα έδαφος γιατί χρειαζόμαστε μεγαλύτερη σταθερότητα του δικτύου. Όπως έχουμε δει σε περιστατικά όπως το μαύρισμα στην Ισπανία, η ύπαρξη περισσότερων πόρων grid-forming online θα μπορούσε να είχε βοηθήσει να μετριάσει την επίπτωση. Ενώ ορισμένοι υποστηρίζουν μια υβριδική προσέγγιση, πιστεύουμε ότι το grid-forming θα γίνει το προεπιλεγμένο για νέα έργα – ειδικά καθώς οι χειριστές συστημάτων προχωρούν προς αυστηρότερες απαιτήσεις. Οικονομικά, εξακολουθεί να έχει ένα πλεονέκτημα, αλλά η λειτουργικότητα και η μελλοντική προστασία δικαιολογούν την επένδυση. Με το πέρασμα του χρόνου, ο συνδυασμός μπορεί να μετατοπιστεί προς την κυριαρχία του grid-forming.

Θα μπορούσατε να επισημάνετε ένα από τα σημαντικά σας έργα που χρησιμοποιούν τεχνολογία σχηματισμού δικτύου;

Απολύτως. Ένα υπέροχο παράδειγμα είναι το μικροδίκτυο του θέρετρου Amaala στη Σαουδική Αραβία. Είναι ένα πολύπλοκο απομονωμένο σύστημα που συνδυάζει PV, αποθήκευση μπαταριών, και ακόμη και εφεδρικούς γεννήτριες. Προμηθεύσαμε 125 MW PV μετατροπείς και 160 MW/760 MWh αποθήκευσης ενέργειας σε αυτό το έργο. Λειτουργεί εντελώς εκτός δικτύου, που σημαίνει ότι οι απαιτήσεις σταθερότητας συστήματος είναι πολύ υψηλές. Η τεχνολογία σχηματισμού δικτύου διαχειρίζεται τη συχνότητα, την τάση και τη διανομή ισχύος σε πολλές πηγές. Είναι μια επίδειξη του πώς η έξυπνη έλεγχος μπορεί να επιτρέψει αξιόπιστη, βιώσιμη ισχύ σε απομακρυσμένα περιβάλλοντα.

Υπάρχει κάτι άλλο που θα θέλατε να μοιραστείτε ως κεντρική ιδέα;

Η τεχνολογία σχηματισμού δικτύου δεν είναι πια πειραματική – είναι εδώ και λειτουργεί. Την έχουμε αναπτύξει σε πολλαπλές ηπείρους, συμπεριλαμβανομένων δύσκολων περιβαλλόντων. Ο κλάδος κινείται προς έξυπνα, πιο σταθερά συστήματα, και οι τεχνολογίες σχηματισμού δικτύου είναι ένα κρίσιμο μέρος αυτής της μετάβασης. Καλοδεχόμαστε τη συνεργασία με ρυθμιστές, προγραμματιστές, χειριστές και ακαδημαϊκούς για να συνεχίσουμε την προώθηση αυτής της τεχνολογίας.

Πηγή: pv magazine ESS News