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Revolucionando o crescimento solar e a confiabilidade da rede: o papel dos inversores formadores de rede

2024-03-06

No reino despretensioso dos equipamentos de conexão está um potencial divisor de águas: o inversor formador de rede. Muito parecido com a distinção entre carros autônomos e carros tradicionais, esses inversores podem parecer comuns, mas é o que está dentro que faz toda a diferença.

 

Ao contrário de seus equivalentes convencionais que seguem a rede, os inversores formadores de rede possuem controles exclusivos que podem ser a chave não apenas para sustentar, mas também para aumentar a confiabilidade da rede. Esta caixa despretensiosa tem o potencial de iniciar a rede sem problemas após uma interrupção, marcando um avanço significativo na expansão solar e na robustez geral da rede. Vamos mergulhar no mundo transformador dos inversores formadores de rede e no seu papel fundamental no futuro da energia solar.

 

Os inversores equipados com controles de formação de grade são os heróis anônimos na transição para recursos renováveis ​​extensos, como energia solar, eólica e baterias. Traçando paralelos com carros autônomos que navegam no trânsito, esses inversores inovadores exibem a capacidade de detectar e se adaptar às mudanças em tempo real na rede.

 

Imagine uma rede de sistemas de energia solar onde um grupo seleto de inversores opera no modo de formação de rede, enquanto o restante segue o exemplo. Esta capacidade dinâmica permite a manutenção de tensões e frequências de rede estáveis, mesmo durante perturbações. O resultado? Maior confiabilidade e resiliência diante de interrupções, marcando um passo fundamental em direção a uma rede de energia renovável perfeitamente integrada e robusta.

 

Na corrida para descarbonizar a rede até 2035, os inversores formadores de rede emergem como heróis desconhecidos. Ao contrário de seus equivalentes que seguem a rede, esses inversores inovadores possuem a capacidade única de reiniciar uma rede interrompida usando recursos baseados em inversores, como energia solar, eólica e baterias – um processo conhecido como black start.

 

Tradicionalmente, os inversores que seguem a rede necessitam de tensão e frequência de rede estabelecidas, muitas vezes dependentes de fontes como usinas de gás natural, antes de injetar energia na rede. No entanto, os inversores formadores de rede redefinem este paradigma, oferecendo uma solução mais versátil e resiliente que se alinha com ambiciosos objetivos de energia limpa. À medida que a implantação de recursos baseados em inversores continua a aumentar, a evolução da rede para acomodar estas tecnologias energéticas de ponta torna-se fundamental. O caminho para um futuro mais verde e sustentável depende da adaptabilidade destes inversores formadores de rede.

 

A futura rede está à beira de uma mudança transformadora, marcada por três características definidoras: inércia reduzida, maior incerteza e um aumento nos recursos energéticos distribuídos. Em linha com a ambiciosa meta de atingir 80% da geração de energia a partir da energia eólica e solar, o Departamento de Energia (DOE) está canalizando investimentos em pesquisa, desenvolvimento e demonstração de tecnologia.

 

Como regiões como as ilhas havaianas de Kauai e Maui já enfrentam os desafios de operar com mais de 80% de recursos baseados em inversores, o DOE reconhece a necessidade de adaptação. O foco se estende à integração de inversores formadores de rede em redes elétricas de tamanho e complexidade crescentes. Um exemplo notável é o investimento de US$ 2,9 milhões do DOE no NREL, com o objetivo de criar e validar modelos de rede avançados capazes de simular comportamentos de despacho e resposta dinâmica de recursos baseados em inversores. O objetivo? Estabilizando um sistema de energia 100% renovável em Maui, demonstrando o papel fundamental dos inversores formadores de rede na formação da rede de amanhã.

  

Em uma tentativa de aproveitar todo o potencial das tecnologias de formação de rede, o Departamento de Energia (DOE) lançou o Consórcio de Interoperabilidade Universal para Inversores Formadores de Rede (UNIFI) em 2021. Esta iniciativa de US$ 25 milhões, liderada pelo NREL, o A Universidade do Texas em Austin e o Instituto de Pesquisa de Energia Elétrica se destacam como uma força pioneira que orienta a indústria em direção à excelência na formação de redes.

 

O objetivo principal da UNIFI é elaborar um conjunto universal de diretrizes, garantindo a integração perfeita de recursos baseados em inversores na rede. Com foco em padrões, comercialização, educação, treinamento e demonstração de campo, a UNIFI tornou-se uma iniciativa abrangente. Desenvolveu diretrizes e especificações para que as empresas construam inversores formadores de rede e testem a sua interoperabilidade dentro de uma grande rede elétrica. A UNIFI incorpora o compromisso do DOE em promover a resiliência e a sustentabilidade da rede através de esforços colaborativos e inovadores.

 

Em um movimento estratégico para fortalecer a confiabilidade da rede, o Departamento de Energia (DOE) alocou US$ 26 milhões para oito projetos selecionados em maio de 2023. Esses projetos visam apoiar o desenvolvimento e a demonstração de serviços críticos de confiabilidade da rede facilitados por grandes instalações de armazenamento de energia eólica, solar e de energia em grande escala.

 

Entre essas iniciativas, um projeto notável liderado pela Portland General Electric está apresentando inversores formadores de rede na Wheatridge Renewable Energy Facility, em Oregon. Esta instalação, a primeira na América do Norte a combinar sistemas eólicos, solares e de armazenamento de energia, é pioneira na tecnologia de formação de rede em uma usina híbrida conectada ao sistema de energia em massa. Se for bem sucedida, esta demonstração poderá levar as empresas de serviços públicos a integrar capacidades de formação de rede nos seus requisitos de interligação, preparando o terreno para uma mudança transformadora na fiabilidade da rede.

 

À medida que os inversores formadores de rede fazem seus avanços iniciais, essas demonstrações financiadas pelo DOE são fundamentais para estabelecer seu papel na manutenção da confiabilidade da rede. Nos próximos anos, os inversores formadores de rede estão prestes a se tornar um componente onipresente e indispensável da rede moderna, marcando um salto revolucionário em direção a um futuro energético sustentável e resiliente.

 

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