HAIKOU, China, 21 de janeiro de 2020 / PRNewswire / - Há três anos, a Huaneng Company e a Huawei digitalizaram em conjunto a Usina Dongfang. Como o primeiro projeto fotovoltaico a ser digitalizado, vale a pena olhar para trás e ver como a nova tecnologia estimulou o desempenho.

Produção energética 20% maior

O projeto foi iniciado em 30 de junho de 2016 para geração de energia ligada à rede. Adotou os módulos fotovoltaicos monocristalinos de 280 Wp, conforme estipulado no PV Top Runner Program, além da Smart PV Solution da Huawei. O projeto acelerou o fenômeno de digitalização e inteligentização para usinas fotovoltaicas. Desde que a usina de energia limpa Huaneng Hainan foi aprimorada com recursos inteligentes, a geração de energia e os indicadores de O&M dispararam para níveis históricos.

Em 2017, quando foram projetadas as horas de utilização para atingir 1319, as horas de utilização abrangentes reais atingiram um número impressionante de 1483, ultrapassando o valor planejado em 12,43%. Nesse mesmo ano, a energia na rede foi de 19,14 milhões de kWh, 19,77% superior ao rendimento de energia planejado (15,98 milhões de kWh), com uma taxa de desempenho média anual (PR - performance ratio) de 84,58%.

Em 2018, a energia na rede atingiu 19,05 milhões de kWh, com 1476,7 horas de utilização e taxa de desempenho de 84,43%.

Em 2019, a energia na rede atingiu aproximadamente 20,56 milhões de kWh, com 1594,07 horas de utilização e taxa de desempenho de 85,3%, um número líder do setor.

A usina de Dongfang da Huaneng Hainan Power Inc. foi reconhecida como uma usina fotovoltaica nível 5A por dois anos consecutivos, 2017 e 2018, de acordo com avaliações nacionais e principais indicadores estatísticos. A taxa de desempenho média anual da usina ultrapassou 84,43% e a taxa de falhas ficou próxima de zero ao longo de três anos. Além disso, a produção anual de energia excedeu o valor planejado em aproximadamente 20%.

2019 testemunhou grandes progressos. A radiação solar anual da Usina Huaneng Dongfang varia de 502 x 104 kJ/m2 a 586 x 104 kJ/m2, mas ainda conseguiu gerar 20,56 milhões de kWh de energia em um único ano, com 1594 horas de utilização, um desempenho recorde.

Sete tecnologias por trás da produção ascendente de energia

Então, por que a geração energética da Usina Huaneng Dongfang continua subindo? A resposta está em sete tecnologias principais.

1.  MPPTs múltiplos para garantir uma alta produção energética

A incompatibilidade do módulo fotovoltaico geralmente é causada pela atenuação, direção e sombreamento do módulo fotovoltaico de manhã e ao pôr do sol. Em Hainan, os módulos fotovoltaicos podem ser incompatíveis devido ao sombreamento causado por nuvens e excrementos de pássaros, além de manchas de água nos módulos fotovoltaicos após fortes chuvas. Tudo isso contribui para minar consideravelmente a produção energética.

Para enfrentar o problema, o projeto utiliza inversores de corda inteligentes da Huawei. Essa solução envolve conectar duas cordas a um único circuito MPPT e configurar cada megawatt com 80 MPPTs. Quando comparada com o inversor central, a tecnologia da Huawei minimiza a incompatibilidade das cordas fotovoltaicas, melhorando drasticamente a eficiência do sistema.

2.  Ampla faixa de tensão operacional para ampliar o tempo de geração de energia

Como o MPPT da corda fotovoltaica possui uma ampla faixa de tensão operacional, isso, por sua vez, permite um tempo de operação mais longo para os inversores solares, prolongando o tempo de geração de energia e melhorando ainda mais a eficiência global da usina.

Os inversores de corda inteligentes da Huawei usam topologia bipolar, que permite que a tensão de saída de cada módulo fotovoltaico passe pelo circuito de aumento de tensão CC. Quando a tensão de entrada CC é baixa, ela pode ser aumentada para atender aos requisitos do capacitor de barramento. Portanto, a tensão operacional MPPT pode variar de 200 V a 1000 V. Por outro lado, o inversor central usa uma topologia unipolar, e a tensão operacional MPPT varia apenas de 520 V a 1000 V. Assim, os inversores de corda inteligentes da Huawei podem trabalhar por mais tempo e gerar mais energia.

T2: tempo de operação ampliado de inversor de corda

3.  Sem fusível + sem componente vulnerável = livre de O&M

A simplicidade é um princípio importante no projeto fotovoltaico inteligente. O projeto de rede simples apresenta menos pontos de falha e menor probabilidade de falha em todo o sistema. A usina Huaneng Dongfang está em funcionamento há três anos e meio e mantém uma taxa de falhas próxima de zero, mesmo em ambientes aquecidos e de alta temperatura, caracterizados por névoa salina alta. A disponibilidade dos inversores de corda da Huawei foi de 99,996%, de acordo com os testes realizados no local pela TÜV.

Antes do lançamento, os inversores solares da Huawei eram obrigados a passar por mais de 1.400 testes conduzidos pelo Centro Global de Conformidade e Testes (GCTC - Global Compliance and Testing Center) para ser responsável por cenários que variam de névoa salina e sujeira úmida e corrosiva, até quedas de raios e ambientes de alta altitude, com temperaturas de ?60°C a + 100°C, garantindo funcionamento estável em uma ampla gama de ambientes desfavoráveis. O projeto simples garante que a usina fotovoltaica permaneça confiável a longo prazo.

4.  As tecnologias anti-DPI evitam perdas e garantem segurança.

A usina de Huaneng Dongfang está localizada a apenas 220 m da costa. Portanto, os módulos fotovoltaicos operam continuamente em ambientes de alta temperatura e alta umidade, nos quais a degradação potencial induzida (PID - potential induced degradation) é mais frequente.

Para solucionar esse desafio, os módulos anti-DPI são instalados em caixas de comunicação. Elas ajustam automaticamente a tensão de saída com base na tensão do inversor solar e injetam tensão entre o fio da fase e o cabo de aterramento do ponto neutro virtual CA para equilibrar a tensão entre o módulo fotovoltaico e o terra, impedindo que a DPI os afete.

Mais importante, a tecnologia de supressão mais recente de DPI da Huawei utiliza tecnologia proprietária para construir um ponto neutro virtual através de circuitos de inversores solares. Comparada às soluções tradicionais que usam resistores ou indutores para construir o ponto neutro, a tecnologia de supressão de DPI da Huawei representa uma grande atualização, reduzindo a perda de compensação e tornando mais seguro o processo de compensação. O resultado é um aumento de mais de 2% na geração de energia e o suporte para uma matriz maior de mais de 5 MW.

5.  Custos reduzidos com a substituição de RS485 e fibras ópticas por PLC e 4G sem fio.

Para transferência de comunicação, a Usina Huaneng Dongfang usa PLC no lugar do RS485, reduzindo o investimento necessário para implantação e construção de cabos de comunicação. Além disso, a rede privada sem fio 4G substituiu as fibras ópticas.

Ao adotar essa tecnologia, a implantação e o comissionamento podem ser concluídos em duas semanas, sem a necessidade de cavar trincheiras ou enterrar cabos ópticos. Uma única usina fotovoltaica pode cobrir no máximo 10 km2 no solo, permitindo rápida implantação e O&M móvel. Embora a usina esteja localizada em uma área remota com um fraco sinal de rede pública, o sinal da rede privada sem fio é robusto, garantindo comunicações confiáveis no local. O pessoal de O&M pode usar terminais sem fio para fazer chamadas de vídeo com a sala de controle central.

6.  Análise de taxa discreta para localizar falhas

A análise de taxa discreta serve como uma ferramenta poderosa para melhorar a eficiência de O&M. Neste projeto, a análise de taxa discreta é usada para detectar com precisão cordas fotovoltaicas com defeito, facilitando a inspeção no local pelo pessoal de O&M. Com a análise, o pessoal é capaz de reparar cordas fotovoltaicas de baixa eficiência em tempo hábil, garantindo que cada corda fotovoltaica na usina permaneça sem defeitos por um longo período de tempo.

Até o momento, os projetos que adotaram essa tecnologia excederam 20 GW. A aplicação de taxa discreta na resolução de falhas no local ajudou a garantir a operação estável da planta fotovoltaica.

7.  Diagnóstico de curva I-V inteligente para determinar causas de falhas por controle remoto

O diagnóstico de curva I-V inteligente provou ser extremamente eficaz quando implementado na usina de Huaneng Dongfang. A varredura de falhas na corda fotovoltaica de uma usina fotovoltaica de 12,9 MW com 1920 cordas fotovoltaicas pode ser concluída em 4 minutos, como pontos quentes, rachaduras e curtos-circuitos de diodos, permitindo uma solução precisa de problemas no local. A detecção pode ser feita online e, quando forem detectadas falhas, é gerado automaticamente um relatório de detecção. O O&M que antes exigia meses para ser concluído agora pode ser feito em poucos minutos.

Em 2019, o diagnóstico Smart I-V Curve foi atualizado para a versão 3.0, e todas as cordas fotovoltaicas de uma usina fotovoltaica de 100 MW podem agora ser detectadas em 15 minutos. Além disso, as tecnologias de IA e de aprendizado de máquina foram integradas para incorporar a experiência do diagnóstico de curvas Smart I-V e otimizar os modelos de falhas. Até agora, o diagnóstico Smart I-V Curve da Huawei foi aplicado a mais de 5 instalações de GW e conquistou reconhecimento por seu desempenho. A Huawei também é o único fornecedor certificado pela TÜV a oferecer precisão de diagnóstico com um alto grau de precisão.

Após a conclusão do projeto, Huaneng continuou trabalhando com a Huawei em projetos fotovoltaicos inteligentes, com uma escala total superior a 1 GW e implantando mais de 80% dos projetos no Sistema de Gerenciamento FusionSolar. Em 8 de agosto de 2019, o Huaneng Group e a Huawei assinaram um acordo de cooperação estratégica, para o estabelecimento de uma parceria de longo prazo visando promover a maior integração das tecnologias de IA nas usinas fotovoltaicas e facilitar maior progresso tecnológico para a construção da usina fotovoltaica de referência na era da paridade de rede.

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FONTE Huawei