Az SVC Plus frekvenciastabilizátor (FS) termékével a Siemens a világon elsőként kombinálja a meddőteljesítmény kompenzálási képességet és az úgynevezett szuperkondenzátorok alkalmazását.
Az SVC Plus FS 50 milliszekundumnál is rövidebb idő alatt képes betáplálni a hálózat stabil működéséhez szükséges meddőteljesítményt. Ugyanakkor a szuperkondenzátorokban tárolt akár 200 megawattnyi elektromos teljesítmény teljes terhelésnél rákapcsolható az elektromos hálózatra. Ily módon a feszültség, a frekvencia és a hálózat is stabil marad. Ennek az automatikus eljárásnak az aktiválására akkor kerül sor, ha a feszültség vagy a frekvencia bizonyos határértékeket meghalad vagy azok alá csökken.
Ha ingadozások lépnek fel az elektromos hálózatban, akkor az első néhány másodpercben eldől, hogy lesz-e áramkimaradás. Ilyen helyzetekben a szükséges mennyiségű energiát azonnal biztosítja a Siemens által kidolgozott új megoldás és így megelőzi az áramellátás megszűnését. Ez különösen fontos olyan elektromos hálózatokban, amelyeknél a betáplálás bizonytalan, például egyre inkább elosztott és megújuló energiaforrásokból származik.
A hiányzó láncszem az energiaátvitelben
Országtól függően a váltakozó áramú hálózat frekvenciája állandó 50 hertzes (például Európában) vagy 60 hertzes (például Észak-Amerikában) értéken marad, ha az elektromos energia előállítása és fogyasztása egyensúlyban van. A megújuló energia azonban csak változó mennyiségekben áll rendelkezésre a nap és a szél függvényében.
Egyre több gyártó gondoskodik a helyi energia betáplálásról: az energiatermelés helye – például a nyílt óceán – és a szárazföld belsejében a fő fogyasztási pontok közötti távolság gyakran több száz kilométer is lehet. Ha ilyenkor egy nagy fogyasztó belép vagy kilép a hálózatból, akkor a frekvencia elkezd ingadozni. Túl alacsony frekvencia például olyankor fordul elő, ha a terhelés váratlanul növekszik vagy hirtelen erőművi kapacitás esik ki.
„A közeljövőben az energiamenedzsment rendszerek egymagunkban már nem fogják tudni kompenzálni az elektromos hálózatok egyensúlyának felborulását” – mondta Mirko Duesel, az Energy Management energiaátviteli megoldások részlegének vezérigazgatója. „Az innovatív és gazdaságos SVC Plus FS megoldás jelenti a hiányzó láncszemet, amely képes biztosítani a hálózat stabilitását, amire mindannyiunknak szüksége van az új energiaforrás kombinációra való átállás során.”
Nagyobb inercia és robusztusabb hálózatok
A teljesítmény-egyensúly fenntartásáról régóta a nagy, hagyományos erőművek gondoskodnak. A fosszilis tüzelőanyagokkal a teljesítmény szükség szerint növelhető vagy csökkenthető. Az áramfejlesztők lendkerekeiben tárolt kinetikus energia például gyorsan ki tudja egyenlíteni a kisebb eltéréseket. A hálózat egyensúlya másodperceken belül helyreáll. A szakértők az áramfejlesztők forgó tömegében tárolt energiát „hálózati inerciának” nevezik. Azonban az inercia fenntartásához egyre kevesebb nagy erőmű áll rendelkezésre. Ugyanakkor egyre több megújuló energiát táplálnak be a hálózatba.
A szivattyús energiatároló erőművek csak lassan tudnak reagálni a frekvencia hirtelen csökkenésére. „A költséges áramkimaradások elkerülése érdekében egyes erőművek rossz hatásfokú készenléti üzemmódba kapcsolnak” – mondta Alexander Rentschler, a Siemens energiaátviteli megoldások üzletága termék életciklus kezelő részlegének vezetője. „Az SVC Plus FS az elektromos hálózat üzemeltetőket megkíméli ettől a problémától. A megoldásnak köszönhetően az elektromos hálózat robusztusabb lesz, az inerciája növekszik és így megalapozza az átállást más energiaforrásokra.”
A szuperkondenzátorok előnyei
A szuperkondenzátorok energiát tárolnak. A feltöltésük elektrosztatikus módon történik, ami azt jelenti, hogy molekulák helyett elektronok mozognak. Emiatt feltöltésük és kisütésük sokkal gyorsabb, mint a tároló akkumulátoroké. A Siemens kaliforniai partnerétől, a Maxwell Technologies vállalattól szerzi a szuperkondenzátorokat és vállalja a statikus VAR kondenzátorok és szuperkondenzátorok kezelését, hálózatra kapcsolását és a rendszer integrálását. Az SVC Plus FS helyigénye megközelítőleg kétharmaddal kisebb 50 megawattos referencia teljesítmény mellett az akkumulátoros megoldáshoz képest.