No campo das novas energias, como equipamento central de controle e proteção do sistema de energia, o interruptor de energia desempenha um papel vital nas áreas de energia fotovoltaica, eólica e armazenamento de energia. Seus cenários de aplicação e características técnicas estão intimamente relacionados à segurança, eficiência e confiabilidade do sistema. Estas três áreas principais foram analisadas da seguinte forma:
I. Sistemas Fotovoltaicos: Proteções Básicas para acesso seguro e isolamento de falhas
Os sistemas fotovoltaicos convertem energia solar em corrente contínua através de módulos fotovoltaicos, e a corrente contínua converte corrente contínua em corrente alternada através de inversores e é integrada à rede. Neste processo, o interruptor elétrico tem duas funções principais:
Isolamento de segurança e controle de acesso
Disjuntor CC: Usado para cortar o arco CC entre o inversor e o conjunto fotovoltaico para evitar eletrocussão durante a manutenção. Por exemplo, as chaves seccionadoras CC da Projoy Electric são projetadas com distanciamento físico para garantir a segurança dos operadores e se tornaram fornecedores designados para 80% dos principais fabricantes de inversores em todo o mundo.
Gabinetes de-comutadores de conexão à rede: esses disjuntores integrados, disjuntores e módulos de proteção contra raios fornecem proteção contra sobrecarga, curto-circuito e proteção contra refluxo como um hub de conexão entre estações fotovoltaicas e a rede. Seu design hermético resiste a ambientes agressivos, suporta múltiplas conexões de módulos fotovoltaicos e atende às necessidades de expansão de instalações residenciais em telhados e projetos distribuídos comerciais/industriais.
Resposta Rápida a Falhas e Proteção do Sistema
Disjuntores inteligentes: monitoramento-em tempo real de anomalias de corrente e tensão em resposta às flutuações de saída de energia dos sistemas fotovoltaicos, cortando automaticamente os circuitos em caso de transbordamento, curto-circuito ou eventos de vazamento para evitar danos ao equipamento. Por exemplo, quando um circuito derivado de cadeia fotovoltaica entra em curto-, os disjuntores inteligentes podem isolar rapidamente o ponto de falha e evitar o colapso do sistema.
ii. Sistemas de energia eólica: operação confiável e manutenção inteligente em ambientes de alta-tensão
Os sistemas de energia eólica enfrentam desafios de alta pressão, forte corrosão e condições climáticas extremas. As atualizações tecnológicas dos interruptores elétricos concentram-se na adaptabilidade dos oceanos, na tolerância à tensão e na inteligência:
Soluções de painéis de alta tensão para energia eólica offshore
Painel GIS de 72,5 kV: Construção metálica totalmente fechada, revestimento anticorrosivo de-grau CX, classificação de proteção IP66, alta resistência a ambientes com névoa salina e umidade. Por exemplo, o painel GIS de baixa-frequência e 72,5 kV da XD Electric, projetado com um disjuntor de caixa comum, concluiu com êxito um teste de-danos/fabricação de alto volume, tornando-se o primeiro caso de aplicação do mundo.
GIS 550 kV DC: para transmissão de longa distância de energia eólica offshore, reduzindo os requisitos de espaço em 90% para plataformas offshore e estações conversoras onshore. Seu GIS de ±550 kV DC foi colocado em operação na Estação Conversora Guangxi Guizhong, que marca um avanço tecnológico no conjunto de manobra fechado de alta-tensão DC da China.
Manutenção inteligente e modos de operação não tripulados
A arquitetura de três{0}}plataformas que consiste em camadas de equipamentos, controle de estação e aplicativos de operação permite a conexão dinâmica entre subestações locais, monitoramento remoto e plataformas de operação móvel. A XD Electric, por exemplo, implantou subestações offshore modulares no projeto Three Gorges New Energy A, usando um layout-único para otimizar o espaço e oferecer suporte a um modo de "monitoramento remoto não tripulado" para reduzir custos operacionais.
III. Sistemas de armazenamento de energia: suporte fundamental para regulação de energia e estabilidade do sistema
O sistema de armazenamento de energia ajusta o equilíbrio entre oferta e demanda por meio de carga e descarga. Os interruptores elétricos devem encontrar um equilíbrio entre conversão eficiente de energia e proteção de segurança:
Controle de energia em sistemas de armazenamento de energia de bateria
Disjuntores bidirecionais: Suportam um fluxo de energia bidirecional quando a bateria está carregada e descarregada, permitindo resposta rápida durante a regulação de energia ativa/passiva no ponto de acesso. Por exemplo, quando o sistema precisa absorver o excesso de energia, o disjuntor ajusta o ângulo de fase da tensão do BESS para injetar energia ativa. Quando a tensão flutua no lado da carga, o disjuntor estabiliza a qualidade da energia ajustando a amplitude da tensão.
Armazenamento de energia magnética supercondutora: Utilizando as características da bobina supercondutora de armazenamento de energia sem perdas, uma resposta de milissegundos é obtida pela tecnologia de conversão eletroeletrônica. Com mais de 90% de eficiência de conversão e design independente de armazenamento e armazenamento de energia, é adequado para aplicações de alta potência, como amortecimento de oscilações de baixa frequência.
Proteção de Segurança do Sistema Integrado de Armazenamento de Energia Fotovoltaica
Em uma microrrede que combina estações fotovoltaicas, de armazenamento de energia e de carregamento, os disjuntores inteligentes devem abordar os riscos combinados de flutuações na potência de saída, carga e descarga da bateria e sobrecarga da estação de carregamento. Por exemplo, em resposta às exigências de carregamento de alta potência dos veículos eléctricos, os disjuntores podem monitorizar anomalias de corrente em tempo real e cortar o circuito em 0,1 segundos durante um curto-circuito para garantir a segurança do sistema.
Tendências técnicas e perspectivas do setor
Alta Tensão e Integração: Com a expansão da capacidade instalada de energia eólica e fotovoltaica (PV), a demanda por painéis de distribuição de 72,5 kV e de alta tensão está aumentando e os equipamentos estão se tornando compactos e modulares. Por exemplo, o conjunto de manobra de torre de 72,5 kV da XD Electric reduz a ocupação do espaço por meio de um layout-de um único andar.
Inteligente e Digital: Tecnologia IoT integrada, comutadores para monitoramento de condições, previsão de falhas e proteção adaptativa. Disjuntores inteligentes, por exemplo, carregam dados operacionais na nuvem para otimizar estratégias de proteção por meio de algoritmos de inteligência artificial.
Proteção ambiental e melhoria da confiabilidade: o uso do gás SF6 pode ser reduzido pelo uso de interrupção de vácuo, isolamento de ar e outras tecnologias ambientais, enquanto o projeto anticorrosivo aprimorado (por exemplo, revestimento de grau CX-) e estruturas sísmicas podem estender a vida útil do equipamento para mais de 30 anos.
A aplicação de interruptores elétricos no campo de novas energias foi desenvolvida desde a proteção de{0}}função única até o controle-de nível do sistema, o que impulsiona o desenvolvimento de sistemas fotovoltaicos, de energia eólica e de armazenamento de energia para serem mais eficientes, seguros e inteligentes. Como objectivo dos objectivos do “carbono duplo”, os interruptores eléctricos tornar-se-ão a infra-estrutura chave para a construção de novos sistemas de energia.
