Chia sẻ
Giải pháp và Nghiên cứu tình huống
Nhà máy điện mặt trời lớn có pin lưu trữ
GPD Suzuran Solar Co., Ltd., Nhà máy điện mặt trời Suzuran Kushiro Town
Xây dựng nhà máy điện mặt trời lớn nhất Nhật Bản có pin lưu trữ
Đóng góp cho xã hội thông qua nguồn cung cấp năng lượng sạch ổn định
Thế giới hiện đang hướng tới mối quan hệ hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế và bảo vệ môi trường. Trong lĩnh vực cung cấp năng lượng, các sáng kiến cũng đang được mở rộng để biến năng lượng sạch thành nguồn năng lượng chính. Ví dụ, các vùng đất ngập nước đã bỏ hoang trong nhiều năm và không thể chuyển đổi sang sử dụng đất nông nghiệp đang được sử dụng hiệu quả làm nơi cung cấp năng lượng sạch tại Nhà máy điện mặt trời Suzuran Kushiro Town này.
Tuy nhiên, vấn đề với việc cung cấp năng lượng sạch nằm ở khả năng cung cấp nguồn điện ổn định. Vì điện là thiết yếu cho cuộc sống hàng ngày và sử dụng trong công nghiệp, nên việc tăng cường khả năng chống chịu của nguồn điện đối với những sự cố bất ngờ như thiên tai là điều không thể thiếu, nhưng rất khó để cung cấp nguồn điện ổn định bằng năng lượng sạch khi công suất phát điện phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
Nếu sự cân bằng giữa cung và cầu điện bị phá vỡ, một hiện tượng gọi là dao động tần số sẽ xảy ra và điều này có thể dẫn đến sự suy giảm chất lượng của các thiết bị được kết nối với lưới điện. Vì lý do này, khi điện được cung cấp bởi một nguồn năng lượng sạch có công suất phát điện phụ thuộc vào thời tiết, một trong những giải pháp duy trì sự cân bằng giữa cung và cầu điện đang được ứng dụng rộng rãi là sử dụng pin lưu trữ để làm phẳng các dao động đầu ra (dao động cung cấp). Như trong nghiên cứu trường hợp được trình bày ở đây, các sáng kiến đang được mở rộng để giảm tác động lên lưới điện bằng cách lắp đặt pin lưu trữ tại các nhà máy điện mặt trời lớn.
Biến động đầu ra trong vòng 1% mỗi phút theo yêu cầu trong khu vực dịch vụ của Công ty Điện lực Hokkaido
Theo quy định trong "Yêu cầu kỹ thuật về các biện pháp giảm thiểu biến động đầu ra của thiết bị phát điện quang điện", Công ty Điện lực Hokkaido yêu cầu các công ty phát điện mặt trời phải cung cấp nguồn điện ổn định để giảm thiểu tác động lên lưới điện.
Các công ty phát điện mặt trời được yêu cầu lắp đặt pin lưu trữ và kiểm soát sản lượng của pin lưu trữ để giảm thiểu sự biến động đột ngột trong sản lượng kết hợp của thiết bị phát điện quang điện và pin lưu trữ. Cụ thể, các yêu cầu nêu rõ rằng tỷ lệ biến động của sản lượng điện kết hợp của nhà máy điện phải là 1% hoặc ít hơn mỗi phút so với sản lượng điện được chỉ định tại mọi thời điểm.
Nói cách khác, các công ty sản xuất điện mặt trời được yêu cầu phải giữ cho dao động đầu ra trong phạm vi 1% mỗi phút. Nghiên cứu tình huống này giới thiệu khả năng công nghệ của Fuji Electric trong việc xây dựng một nhà máy điện mà dao động đầu ra chỉ được phép ở mức 1% hoặc ít hơn như một trong những thách thức của việc cung cấp nguồn năng lượng sạch ổn định.
Chuyên môn EPC tiên tiến của Fuji Electric
Khả năng kỹ thuật và thành tích sâu rộng cho phép chúng tôi thực hiện xây dựng toàn bộ hệ thống
Fuji Electric có khả năng xây dựng toàn bộ hệ thống để phát điện quang điện dựa trên năng lực sản phẩm và công nghệ mà công ty đã vun đắp với tư cách là nhà sản xuất thiết bị điện hạng nặng kể từ khi thành lập vào năm 1923. Chúng tôi có thể đảm nhiệm việc xây dựng toàn bộ hệ thống từ thượng nguồn đến hạ nguồn với danh mục sản phẩm bao gồm thiết bị kết nối lưới điện cao thế và siêu cao thế, công nghệ kiểm soát cung và cầu, và bộ điều hòa điện (PCS), là cốt lõi của hệ thống phát điện quang điện. Fuji Electric là một công ty kỹ thuật tổng hợp và cung cấp các dịch vụ kỹ thuật, mua sắm và xây dựng (EPC) cho các hệ thống phát điện quang điện.
Ngoài ra, thành tích của chúng tôi bao gồm xây dựng nhiều nhà máy điện khác nhau ở Nhật Bản và nước ngoài, và chúng tôi đã sở hữu năng lực công nghệ ổn định hệ thống trong hơn 20 năm. Công nghệ đáng tin cậy của chúng tôi không chỉ được phát triển trong sản xuất điện mặt trời mà còn được chuyển giao cho công việc của chúng tôi trên nhiều hệ thống nguồn điện khác nhau như sản xuất điện gió và máy phát điện trong nhà.
Khu vực Kushiro có lượng tuyết tương đối ít so với Hokkaido, nhưng nhờ vào năng lực công nghệ của mình, chúng tôi có thể đảm bảo sản xuất điện bằng cách xây dựng một nhà máy điện mặt trời lớn trên vùng tuyết rơi dày và vùng đất mềm với thời gian hoàn thành ngắn, khoảng 30 tháng.
Nguồn cung cấp điện ổn định bằng pin lưu trữ
Nhà máy điện mặt trời Suzuran Kushiro Town chuyển đổi đầu vào DC từ các tấm pin mặt trời thành đầu ra AC bằng PCS chuyên dụng cho các hệ thống PV. Pin lưu trữ được sạc bằng nguồn điện AC dư thừa và lượng điện thiếu hụt được xả khỏi pin lưu trữ bằng bộ điều khiển giảm thiểu dao động đầu ra sử dụng PCS chuyên dụng. Trong thời tiết đẹp, bộ điều khiển giảm thiểu dao động đầu ra được sử dụng để sạc pin lưu trữ bằng nguồn điện được tạo ra dư thừa và khi lượng điện phát ra không đủ, điện có thể được xả khỏi pin lưu trữ. Theo cách này, chúng tôi đã có thể cung cấp thành công nguồn điện ổn định với dao động đầu ra được giữ trong vòng 1% mỗi phút theo yêu cầu trong khu vực dịch vụ của Công ty Điện lực Hokkaido. Fuji Electric cũng có một loạt các sản phẩm PCS cho phép đầu vào nguồn điện DC kết nối với các tấm pin mặt trời, đầu vào nguồn điện DC kết nối với pin lưu trữ và đầu ra nguồn điện AC vào lưới điện, tất cả chỉ bằng một PCS duy nhất.
Bộ điều hòa điện hiệu suất cao chuyển đổi hiệu quả điện năng được tạo ra thành điện xoay chiều để truyền tải
PCS chuyển đổi điện năng được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời thành điện năng có thể sử dụng trong nhà và được cho là trái tim của hệ thống phát điện quang điện. Hệ thống PCS này sử dụng các sản phẩm của Fuji Electric. Chúng tôi đã đạt được mức hiệu quả cao nhất trong ngành bằng cách sử dụng các chất bán dẫn công suất tiên tiến có công nghệ độc quyền của riêng chúng tôi. Trước đây, việc kiểm soát được áp dụng để chuyển đổi hiệu quả điện DC sang điện AC rất phức tạp, nhưng bằng cách sử dụng IGBT chặn ngược, chúng tôi có thể giảm đáng kể tổn thất điện năng và số lượng linh kiện, mang lại tỷ lệ hiệu quả cao là 98,8%.
Bộ ổn định đầu ra ngăn chặn tải trên lưới điện
Bộ điều khiển lập trình MICREX-SX của chúng tôi được lắp đặt bên trong bảng điều khiển để điều khiển PCS và thiết bị tiếp nhận và phân phối điện, đồng thời giảm tải cho lưới điện.
Nhà máy điện mặt trời Suzuran Kushiro Town đảm bảo nguồn cung cấp điện ổn định bằng cách lắp đặt pin lưu trữ.
Nhà máy điện mặt trời Suzuran Kushiro Town
Đây là một nhà máy điện mặt trời lớn sử dụng khoảng 163 ha đất nhàn rỗi tại thị trấn Kushiro, Hokkaido. Với quy mô sản lượng khoảng 92 MW và sản lượng điện hàng năm ước tính là 105,5 triệu kWh/năm, nhà máy cung cấp điện tương đương với lượng điện sử dụng của khoảng 21.300 hộ gia đình bình thường.
