Seminário Solis Episódio 34: Sistemas de Fornecimento de Energia FV Solar ao Lado de Geradores a Diesel

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Em alguns lugares do mundo, a rede elétrica pode ser desligada por fornecimento instável ou desligamentos planejados por meio de programas como “redução de carga” e pode durar um período indeterminado. Durante este tempo, um sistema FV solar conectado à rede padrão também será desligado. Como podemos garantir que um sistema solar FV continue a funcionar durante essas interrupções de energia temporárias, mas muitas vezes prolongadas?

Este seminário Solis traz para você a solução de sistema híbrido de gerador solar FV + a diesel e discussão de questões relacionadas

Figura 1: Sistema híbrido de gerador FV + a diesel

Solução 1: Sistemas de Fornecimento de Energia com Baixa Capacidade, Cargas Estáveis e sem períodos repentinos de alta demanda.

Através das próprias configurações do inversor e adaptabilidade inteligente, podemos conectar a planta FV ao sistema de operação do gerador.

Figura 2: Sistema híbrido de gerador FV + a diesel sem controlador

A topologia do sistema é mostrada na Figura 2. O inversor conectado à rede virtual que é composto por um sistema gerador a diesel por meio de sua capacidade de auto adaptação e ajuste. A solução é simples e estável e não requer equipamentos ou custos adicionais.

Nós precisamos apenas de configurar e ajustar o inversor da seguinte forma:

    1. Altere o padrão conectado à rede do inversor para aquele que corresponde ao gerador

    2. A faixa de adaptação de frequência do inversor precisa ser reduzida para 47 - 52 Hz

    3. Ligue a função “Freq Derate” do inversor

4. Ligue a função “Volt-Watt” do inversor

Exemplo de Sistema 1

Para promover a produção de energia verde e gradualmente realizar a missão de "pico de carbono e neutralidade de carbono", a China implementou medidas rígidas de redução de eletricidade em 2021, e muitas fábricas de alto consumo de energia foram afetadas.

Este exemplo aqui é uma fabricante de aparelhos elétricos localizado em Ningbo, província de Zhejiang. A empresa possui uma estação de energia solar fotovoltaica de 1 MW, usando 17 inversores Solis 60kW conectados à rede, e conectada à rede em quatro pontos de conexão de rede.

Afetada pela redução de energia, parte da planta foi desligada e o sistema fotovoltaico conectado à rede foi desligado. Isso afetou as necessidades de fornecimento de energia da oficina da linha de montagem em cerca de 270 kW. Trabalhando com a empresa, os engenheiros da Solis usam 3 inversores de 60kW para trabalhar em conjunto com um sistema gerador a diesel de 350kW no local. A potência de saída deste sistema fotovoltaico é 150kW, e a taxa máxima de utilização fotovoltaica da carga chega a 50%, atingindo a meta de economia de gastos com combustível.

Figura 3: Esquema de fornecimento de energia híbrido com gerador FV + a diesel no local

Figura 4: A localização do gerador a diesel no local

Resumo

Este esquema pode reduzir o custo de eletricidade por quilowatt-hora na forma de FV + geradores através da capacidade de ajuste adaptativo do inversor. No entanto, também existem cenários em que a relação da capacidade fotovoltaica não deve ser muito grande e a carga deve ser constante. Esta solução não é adequada para grandes flutuações de carga. A taxa de capacidade FV deve ser inferior a 40% da fonte de energia total para garantir a estabilidade do sistema.

Solução 2:  Power Supply Systems with Large Sudden Loads and large PV capacity ratio

Eles geralmente exigem uma proporção maior de capacidade FV local (mais de 70%) e você precisa introduzir o controle do sistema e equipamentos de comunicação para ajustar o equilíbrio entre o solar FV, o gerador e a carga.

Figure 5: Sistema híbrido de gerador FV + a diesel com controlador 

Esta solução usa o controlador AGC da DEIF e inversores Solis para o controle coordenado. Suporta até 16 inversores solares, e 1 ou 2 geradores a diesel. Ele pode suportar vários modos de trabalho, como combinações de rede conectada, rede desconectada e entre outros. Por esse motivo, tem maior escalabilidade e flexibilidade, e é uma ótima escolha de sistema para muitas áreas remotas, áreas ilhadas e regiões onde há pouca ou nenhuma rede estável.

Exemplo de Sistema 2

Localizado no Brasil, este exemplo usa o controlador híbrido AGC 150 da DEIF para integrar e controlar um sistema fotovoltaico solar de 500kW. O sistema solar utiliza inversores Solis-50K e depois se funde em uma rede virtual composta por um sistema gerador a diesel de 500kW para fornecer energia para a carga de 430kW - 470kW da fábrica.

Com luz solar suficiente, o FV solar pode fornecer até 360kW de energia, correspondendo por mais de 70%.

Resumo

Esta solução pode coordenar e gerenciar com eficácia a saída dos inversores e geradores no sistema para atender ao consumo de energia da carga pela introdução de controladores adicionais. Ela também é capaz de maximizar a energia produzida pelo sistema FV para reduzir o consumo de energia a combustível. Como resultado, o sistema fica mais estável e pode se adaptar ao cenário de aplicação de cargas pesadas com mudanças bruscas. A capacidade FV solar pode fornecer 70% a 80% do fornecimento total de energia e facilmente realizar um sistema de fornecimento de energia híbrido de ordem de MW.