O uso crescente de fontes de energia renováveis deve garantir que a rede se assemelhe a um cachorro velho, e são necessários alguns truques para conseguir isso. Um papel fundamental nisso é desempenhado por inversores ligados à rede, particularmente quando estes são usados em conjunto com sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESS). Tais inversores avançados são capazes de fornecer alguns serviços básicos de estabilidade de rede antes prestados pelos geradores síncronos clássicos.
Discutiremos mais adiante como Inversores BESS conectados à rede melhorar a estabilidade da rede, a eficiência técnica e a relevância nos mercados de energia atuais.
Compreendendo os inversores formadores de grade
O que são inversores formadores de rede?
Ao contrário do convencional inversores ligados à rede, uma nova geração de inversores pode regular independentemente a voltagem e a frequência. Esse recurso é particularmente importante para dar suporte à integração de energia verde, de modo que a energia possa ser transmitida de forma estável, especialmente em sistemas onde a maioria das fontes de energia são energia verde variável, eólica e solar em particular.
Principais funções dos inversores formadores de grade
Regulação de tensão e frequência: Estabilização da rede através do controle de tensão e frequência.
Inércia sintética: Auxiliar na resposta momentânea de energia devido a mudanças repentinas de carga ou geração.
Fornecimento de corrente de curto-circuito: Fortalecimento da rede através do fornecimento de corrente de curto-circuito.
Ilhamento e ressincronização: Permitindo uma operação suave tanto no modo de rede quanto no modo ilhado.
As características clássicas de um inversor de ligação à rede elétrica os dotaram de uma função significativa nos sistemas de energia atuais, especialmente no crescente mundo da geração de energia renovável.
O papel dos inversores formadores de grade no BESS
Melhorando a estabilidade do sistema com inversores de formação de grade BESS
Notável por seu papel na estabilização de redes elétricas de forma tão confiável quanto o Monte Tai, o BESS - Battery Energy Storage System - com inversores conectados à rede, - chega em um momento crucial. Como:
Inércia sintética: Antes dessa época, os sinais de energia necessários para manter a rede estável eram fornecidos por geradores síncronos. Agora, no entanto, por meio de inversores conectados à rede, esse efeito estabilizador pode ser replicado minimizando as flutuações da frequência da rede elétrica.
Melhoria da regulação de tensão: Inversores conectados à rede também pode ser útil para suportar os níveis de tensão na rede elétrica e, assim, tornar-se parte da força, tornando o fornecimento de energia mais confiável.
Incentivo às energias renováveis: Essa tecnologia poderia usar energia intermitente, como solar e eólica, de forma muito mais eficaz, reduzindo o desperdício e produzindo eficiência geral.
Capacidade de partida a preto: Isso define a capacidade da rede de ser energizada sem referência de tensão externa durante uma queda de energia.
Tal inversores conectados à rede teria então a capacidade de estabilizar e tornar seguras as redes elétricas com uma presença ainda maior de energia verde.
Comparação: Inversores de formação de grade vs. inversores de seguimento de grade
| Característica | Inversor de formação de grade | Inversor de seguimento de rede |
| Controle de Tensão e Frequência | Sim | Não |
| Suporte de inércia | Sim (Sintético) | Não |
| Funciona sem conexão à rede | Sim | Não |
| Adequado para redes 100% renováveis | Sim | Não |
Implementação no mundo real: O UK Stability Pathfinder
Enfrentando os desafios da estabilidade da rede
O programa UK Stability Pathfinder demonstra como inversores formadores de grade são implantados para melhorar a estabilidade do sistema. Na Escócia, onde a alta penetração de energia renovável levou a desafios de inércia do sistema, a National Grid ESO identificou uma necessidade de inércia adicional e capacidade de curto-circuito.
Principais conclusões do Programa Stability Pathfinder
Para garantir a operação estável da rede na Escócia, é necessário um requisito inicial de 6.7 GW de inércia. Cinco projetos BESS foram concedidos a este serviço de estabilidade, que pode fornecer 65% da inércia necessária para esses cinco projetos BESS, tornando-o mais eficiente do que usar condensadores síncronos para a mesma funcionalidade. Segundo, por que o BESS está se tornando o caminho a seguir: isso é realmente mais barato em fornecer um meio de serviço de estabilidade do que a versão atual, então todos estão ansiosos para ir para o BESS agora.
Futuro dos inversores formadores de rede em redes de energia renovável
Crescimento e tendências do mercado
Como demanda de Redes 100% renováveis aumenta, a adoção de inversores formadores de grade deverá aumentar. As principais tendências incluem:
Mais investimentos BESS: Empresas de serviços públicos e governos investem maciçamente em programas BESS.
Alterações nos códigos de grade: Todo o ambiente regulatório está sendo preparado para acomodar novas infrações nas funcionalidades da rede.
Avanços tecnológicos: Mudanças no hardware e algoritmos específicos dos inversores continuam na tentativa de aumentar a eficiência dos inversores.
Sistemas de energia híbridos: A instalação do BESS em parques solares e eólicos fortalecerá a flexibilidade e a resiliência da rede.
Desafios e Soluções
| Desafio | Solução |
| Altos custos iniciais | Contratos de longo prazo e incentivos baseados no mercado |
| Compatibilidade do código de grade | Padronização de funcionalidades de formação de grade |
| Escalonamento para grandes redes | Implantação de várias unidades BESS em locais estratégicos |
Cada vez mais crítico complementar os sistemas de armazenamento de energia em baterias, inversores ligados à rede receberam recentemente o reconhecimento como vitais na transformação completa da infraestrutura para que toda a energia seja fornecida por fontes 100% verdes. Inversores mais sofisticados forneceriam inércia e suporte de tensão, bem como corrente de curto-circuito para estabilizar uma rede com o resultado final sendo uma rede mais limpa e resiliente.
Tal investimentos em formação de redes a tecnologia contribui para o nosso futuro de energia verde e viável, alimentada inteiramente por fontes renováveis à medida que os mercados de energia se tornam mais aquecidos.
