Як розвиватиметься сонячна енергетика? Huawei назвала 10 основних трендів галузі

Незабаром розумні фотовольтаїчні рішення стануть основою розвитку енергетики. Вже зараз частка відновлюваних джерел енергії збільшується в усьому світі. Однак галузі потрібне подальше зниження нормованої собівартості енергії, підвищення ефективності та безпеки експлуатації, а також стабілізація енергосистеми. Компанія Huawei виділила 10 основних трендів фотовольтаїки, які дадуть відповіді на ці питання, окреслять розвиток енергетичного сектора і відчинять двері до більш екологічного світу.

1. Сонячні електростанції і системи накопичення енергії

Збільшення обсягів генерації електроенергії із відновлюваних джерел до енергосистеми може спричинити проблеми, оскільки це призведе до пошуку балансу між потужністю та якістю електроенергії. Щоб уникнути цього, необхідно створити нові можливості контролю для поліпшення управління активною та реактивною потужністю і мінімізації коливання частоти й напруги.

PV+ESS-електростанції сприятимуть розвитку галузі. Поєднання фотовольтаїки (PV) і систем накопичення енергії (ESS) дозволить керувати джерелом напруги, а не джерелом струму. Проєкт Red Sea New City в Саудівській Аравії є чудовим прикладом застосування вищезгаданих технологій. Huawei надала свої інтелектуальні сонячні інвертори і систему накопичення енергії із літій-залізо-фосфатними акумуляторами (BESS) для створення першого у світі міста, що живиться винятково від відновлюваних джерел енергії.

2. Висока питома потужність

Очікується, що питома потужність інверторів збільшиться приблизно на 50% протягом наступних п’яти років. Це станеться завдяки повній інтеграції цифрових технологій, зокрема силової електроніки і терморегуляційних технологій, а також застосуванню нових матеріалів, як-от карбіду кремнію (SiC) і нітриду галію (GaN).

3. Силова електроніка на рівні сонячної батареї (MLPE)

Для сонячних електростанцій застосовується силова електроніка рівня панелі (MLPE). Вона включає електронне обладнання, зокрема мікроінвертори, оптимізатори потужності, роз’єднувачі для чіткого керування однією або декількома сонячними панелями. Серед переваг MLPE — генерація енергії на рівні панелі, якісний моніторинг і безпечне відключення. Очікується, що до 2027 року рівень поширення MLPE на ринку розподіленої фотовольтаїчної генерації досягне 20-30%.

4. Стрингові системи накопичення енергії

Розумні стрингові накопичувачі (Smart String ESS) мають розподілену архітектуру і модульну конструкцію, що відрізняє їх від традиційних централізованих систем накопичення енергії (СНЕ). Оптимізація заряду та розряду на рівні модулів акумуляторних батарей досягається завдяки впровадженню інноваційних технологій і розумного цифрового керування. Так, накопичувач має поліпшену надійність, а його експлуатація стає простішою. Ефективна і найбільша система накопичення енергії була побудована в Південно-Східній Азії. Її потужність становить 200 МВт, а ємність — 200 МВт·год.

5. Поліпшене керування на рівні комірок

Наразі традиційні системи керування батареями (BMS) не дозволяють виявляти несправності та видавати попередження на ранній стадії. Їхня інтелектуалізація залежатиме від збирання, обчислення й обробки великої кількості даних. Ще одним аспектом їхнього поліпшення стане впровадження технологій штучного інтелекту. Літієві BESS змінюватимуться, а ефективність і безпека підвищуватимуться внаслідок вдосконалення керування на рівні комірок.

6. Інтеграція сонячних електростанцій, систем накопичення енергії і мереж

Важливе значення матиме побудова стабільної енергосистеми, що поєднує сонячні електростанції, системи накопичення енергії і мережу. Вона гарантуватиме високу енергетичну безпеку. Також у світі стають дедалі популярнішими віртуальні електростанції (VPP). Вони поєднують розподілені сонячні електростанції, системи накопичення енергії для гнучкого планування навантажень. Віртуальні електростанції інтелектуально керують, експлуатують і торгують потужністю масивних розподілених систем сонячних електростанцій завдяки застосуванню 5G-технологій, технологій на основі штучного інтелекту та хмарних рішень.

7. Безпека

Безпека є рушієм розвитку галузі фотовольтаїки і систем накопичення енергії. Для її досягнення потрібна повна інтеграція силової електроніки, електрохімії, терморегулювання і цифрових технологій. Інвертори мають підтримувати смарт-відключення стрингів, адже 70% збоїв системи відбуваються на боці постійного струму. Для розподіленої фотовольтаїки функція автоматичного захисту від дуги (AFCI) стане стандартною, а безпеку персоналу та пожежників гарантуватиме функція швидкого відключення на рівні модуля. Активний автоматичний захист прийде на зміну традиційному режиму захисту, заснованому на пасивній реакції і фізичній ізоляції.

8. Висока надійність

Гарантія безпеки обладнання та інформації допоможе подолати ризики відключень через несправності під час експлуатації. Підприємства впроваджуватимуть низку механізмів керування «безпекою і надійністю» для забезпечення стійкості систем, пристроїв і конфіденційності даних.

9. Цифровізація

Сонячні станції відправлятимуть й отримуватимуть дані, застосовуючи «біти» (інформаційні потоки) для керування енергетичними потоками. Цьому сприятимуть передові цифрові технології, зокрема 5G, інтернет речей (IoT), хмарні обчислення, сенсорні технології і великі дані. Завдяки їм буде досягнуто прозорості і контрольованості в межах «генерації-накопичення-передачі-розподілення-споживання».

10. Застосування технологій на основі штучного інтелекту

Технології на основі штучного інтелекту відіграватимуть важливу роль у процесі розвитку сонячних електростанцій і систем накопичення енергії. Дані набуватимуть усе більшого значення, тому їхній збір і використання ставатимуть ефективнішими. Інтелектуальні рішення та силова електроніка сприятимуть трансформації галузі відновлюваної енергетики на глибинному рівні.

«Безпека систем накопичення енергії і сонячних електростанцій є наріжним каменем розвитку енергетики. Впровадження 5G-технологій, хмарних обчислень і штучного інтелекту змінює світ та робить його більш інтелектуальним. Ми віримо, що ці 10 трендів розвитку фотовольтаїки допоможуть досягти вуглецевої нейтральності та побудувати більш екологічне і краще майбутнє», — підсумовує Олександр Альохін, старший продакт-менеджер «Хуавей Україна».