Huawei’nin yeni nesil Akıllı Dizi Şebeke Oluşturucu ESS Platformu’nun ardındaki teknolojik atılımlar

PRNewswire / MÜNİH (İGFA) – Huawei, geçen ay Almanya’da düzenlenen Intersolar Europe fuarında LUTERRA’yı tanıttı. Bu makalede, Huawei Digital Power’ın Akıllı ESS İş Birimi Başkanı Steve Zheng, Huawei’nin tesis düzeyinde şebeke oluşturma (GFM) uygulamaları sunan ve kurulumu kolay bir pil depolama çözümünde sektör lideri verimliliği nasıl elde ettiğini açıklıyor.

Huawei’nin şebeke oluşturma teknolojisi, Suudi Arabistan’daki Kızıldeniz tatil beldesinde bulunan dünyanın en büyük %100 yenilenebilir enerjiyle çalışan mikro şebekesi de dahil olmak üzere, saha koşullarında kendini kanıtlamıştır. Kızıldeniz projesi iki yılı aşkın bir süredir istikrarlı bir şekilde devam etmekte olup, GFM enerji kaynaklarının gigawatt-saat ölçeğinde birden fazla tesis arasında koordinasyonunun tamamen mümkün olduğunu ortaya koymaktadır.

Suudi Arabistan’da kurulan 400 MW’lık güneş PV sistemi ve 1,3 GWh’lık pil enerji depolama sistemleri (BESS) kadar büyük projeler pek fazla olmasa da, Huawei’nin teknolojisi tüm müşteriler için gelir artışı, daha yüksek verim ve güneş enerjisi sistemleriyle sorunsuz entegrasyon sağlayabilir.

Zheng, sektörde öncü olan gidiş-dönüş verimliliği (RTE), yüksek hassasiyetli şarj durumu (SOC) kontrolü ve hücreden pakete optimizasyon gibi özelliklerin, “elektrokimya, elektrik mühendisliği, elektronik, termodinamik, kontrol teknolojisi ve tahmin teknolojisi dahil olmak üzere” birçok farklı disiplinin bir araya gelmesiyle elde edildiğini belirtiyor.

“Huawei’nin genel çözüm üzerindeki kapsamlı kontrolü sayesinde, 25 °C ortam sıcaklığında PCS’nin alçak gerilim tarafında %93,1 verimlilik elde ediliyor; SOC hassasiyeti ise her iki uçta %2,5’e, plato bölgesinde ise %3’e ulaşıyor,” diyor, Zheng.

Entegre tasarım, hücreden pakete kadar tam kapsamlı termal yönetim, sıvı soğutma sistemleri ve yüksek gerilimli silikon karbür (SiC) anahtarlama mimarisini kapsamaktadır. Bu sistem, piyasadaki diğer ürünlere kıyasla uzun süreli enerji depolama (LDES) uygulamaları için benzersiz performans avantajları sunmaktadır.

“String mimarisine bağlı kalıyoruz ve her paket için bir optimizör, her raf için bir kontrolör kullanıyoruz. Bu gelişmiş ve etkili yönetim metodları, elektrokimyasal tutarsızlıkları, özellikle de pil ömrü boyunca ortaya çıkan tutarsızlıkları ortadan kaldırıyor,” diye açıklıyor, Zheng.

“Yeni nesil çözümümüzde, SiC bileşenleri sayesinde AC gerilimi ilk kez 1000 V AC’ye yükseltilmiştir. Bu, sistem kayıplarını azaltır ve verimliliği artırır. Benzersiz, akıllı ve dağıtık soğutma teknolojimiz, ısı dağılım alanını genişletir. Buna ek olarak, yüksek RTE, yüksek tutarlılık, yüksek SOC seviyesi ve yüksek kullanılabilirlik, çözümün verimini geleneksel çözümlere kıyasla %10’dan fazla artırmaktadır.”

Steve Zheng’e göre, teknoloji her ne kadar gelişmiş olsa da, kurulum ve lojistik süreçleri olabildiğince basit olacak şekilde tasarlanmıştır. 1 GWh kapasiteli bir BESS tesisi örneğinde, LUTERRA Akıllı Dizi Şebeke Oluşturucu ESS Platformu, geleneksel çözümlere kıyasla teslim süresini en az %30, tesisin geri kalan kısmına (BOP) ilişkin maliyetleri en az %20 ve kurulu her megavat-saat başına kapladığı alanı 1 metrekare azaltır.

Zheng, bu sonuçların Huawei’nin patentli “through-busbar” mimarisi sayesinde elde edildiğini belirtiyor; bu mimari, projenin tüm yaşam döngüsü boyunca esnek kurulum, kapasite artırımı ve şarj ile deşarj için uyarlanabilir C-oranları sağlıyor.

İSTİKRARLI, İNVERTÖR TABANLI ELEKTRİK ŞEBEKESİ İÇİN ŞEBEKE OLUŞTURMA

Energy-Storage.news’in düzenli okuyucularının da bildiği üzere, şebeke oluşturma teknolojileri ve bunlarla ilgili uygulamalar, dünya çapında elektrik şebekesinin istikrarını artırma konusunda büyük ölçüde önem kazanmıştır.

Tarihsel olarak, şebeke frekansı ve gerilimi, termik enerji üretim türbinlerinin dönen kütlesinin bir yan ürünü olarak belirlenmiştir. Bu büyük ölçüde fosil yakıtlara dayalı varlıkların yerini değişken yenilenebilir enerji (VRE) kaynakları aldıkça veya sayıca üstün geldikçe, sistem istikrarını korumada yeni bir zorluk ortaya çıkmaktadır.

Neyse ki, GFM özelliğine sahip invertörler aynı atalet değerini, kısa devre oranını (SCR) ve kara başlatma özelliği gibi diğer temel işlevleri sağlayabilir. GFM, BESS için ideal bir çözümdür ve Birleşik Krallık, Avustralya ve Çin gibi ülkeler ve bölgeler, şebeke oluşturma kaynaklarını aktif olarak devreye almaktadır.

Avrupa içinde, Almanya’nın dört iletim sistemi operatörü (TSO) bu yılın başlarında, GFM BESS varlıklarının da dahil olabileceği uzun vadeli bir atalet hizmeti piyasasını hayata geçirdi; öte yandan, 36 ülkeyi kapsayan Avrupa TSO’lar Birliği ENTSO-E ise şebeke şekillendirme gerekliliklerine ilişkin teknik kılavuzlar hazırladı.

“Şebeke oluşturma teknolojisi, yenilenebilir enerji payının yüksek olduğu bir elektrik şebekesinin istikrarını korumak için hayati öneme sahiptir. Bu teknoloji, tek tek ekipmanlardan dizilere ve enerji santrallerine doğru gelişmiştir,” diyor Steve Zheng.

Huawei, altı şebeke oluşturma özelliğini tanımlamıştır: atalet, kısa devre seviyesi, birincil frekans regülasyonu, güç salınımının sönümlenmesi, karartma başlangıcı ve sanal senkron jeneratör (VSG) modunda şebekeye bağlı/bağlantısız geçiş.

“Tesis düzeyinde şebeke oluşturma teknolojisindeki atılımın hayati önem taşıdığına inanıyoruz,” diyor Zheng.

100 MW’lık bir BESS tesisinde, GFM modunda çalışması gereken binlerce güç elektroniği cihazı bulunacaktır.

“Donanım ve yazılımın işbirliği yoluyla bu cihazların elektrik şebekesini dengelemek üzere birlikte çalışmasını sağlamak teknik açıdan zorlu bir iştir,” diyor Zheng, Kızıldeniz projesini örnek göstererek.

Huawei’nin teknolojisi, Almanya, Bulgaristan, Filipinler ve Çin dahil olmak üzere diğer ülkelerdeki büyük ölçekli şebeke oluşturma projelerinde de kullanılmıştır.

HUAWEİ’NİN ÜRÜN YOL HARİTASI STRATEJİSİ, DİZİ VE SİSTEM DÜZEYİNDE OPTİMİZASYONA ODAKLANMAKTADIR

Şirket, sistem düzeyinde BOP için optimize edilmiş, sektörün en büyük GFM enerji depolama çözümünü geliştirmiştir. Bu ürün yol haritası seçiminin ardındaki strateji, yalnızca tek bir BESS konteynerinin güç ve enerji yoğunluğuna değil, tam bir dizinin ya da enerji santralinin güç ve enerji yoğunluğuna odaklanmaktı.

“Ancak dizi çözümü optimal olduğunda tesisin tamamı da optimal hale gelebilir. Tek bir konteyner gerçek bir enerji depolama sistemi değildir; hücreler tek başına bir enerji depolama sistemi oluşturmaz,” diyor Zheng.

“Bu nedenle, çözüm tasarımımız ve planlamamızda, tek bir konteynerin güç yoğunluğunu körü körüne artırmaya çalışmak yerine, her bir diziyi temel birim olarak değerlendiriyoruz.”

Akıllı Dizi Şeklinde ESS Platformu, iki aşamalı 1000 Vac yüksek gerilim platformunu içeren bir tasarıma sahiptir. Bu şebeke oluşturucu depolama sistemi, enerji sistemleri enerji depolama varlıklarına giderek daha katı şebeke destek gereklilikleri dayatsa bile, kamu hizmet kuruluşlarına ait yenilenebilir enerji santralleri ve ticari ve endüstriyel (C&I) depolama uygulamalarında karşılaşılan kritik “sayaç önü” (FTM) operasyonel zorlukları çözebilir.

“Mimari açısından, iki aşamalı çözümün geleneksel tek aşamalı çözüme kıyasla şebeke güvenliği açısından daha üstün olduğunu düşünüyoruz,” diyor Steve Zheng.

İlk olarak, yüksek gerilimde kesintisiz çalışma (HVRT) koşullarında, ani akım elektrik şebekesi ile PCS arasında ileri geri akacaktır. Özellikle pil şarj seviyesi (SOC) düşük olduğunda, bu durum pil yalıtımında arızaya ve hatta ciddi güvenlik sorunlarına yol açabilir.

İkincisi, düşük gerilimde sistemde kalma (LVRT) sırasında, elektrik şebekesinin hızlı bir şekilde toparlanmasına yardımcı olmak için belirli bir sabit aktif güç gereklidir. “Bu avantajlar tek aşamalı mimaride mevcut değildir.”