Il primo condensatore sincrono a montaggio diretto da 35 kV al mondo stabilizza l'energia eolica
Nei campi battuti dal vento della contea di Sunwu, nella provincia dell’Heilongjiang, dove quest’autunno è già nevicato più volte, file di turbine eoliche girano con regolarità. Ma il vento soffia forte in un momento e debole in quello successivo, e la tensione sulla rete sale e scende di conseguenza. Mantenere quell’energia abbastanza stabile da immetterla nella rete elettrica più ampia è una sfida crescente man mano che la Cina aggiunge energia rinnovabile.
Nel profondo del parco eolico Zhongguang Nuclear Shengshan, un nuovo apparecchio sta affrontando questo problema. È il primo condensatore sincrono distribuito ad alta tensione a montaggio diretto da 35 kilovolt al mondo, una macchina progettata per appianare le oscillazioni di tensione quasi istantaneamente. A differenza dei sistemi convenzionali che si collegano a 10,5 kilovolt e richiedono un trasformatore elevatore separato per raggiungere la rete, questo dispositivo si collega direttamente a 35 kilovolt, eliminando un componente e risparmiando spazio e costi.
Un condensatore sincrono è essenzialmente una macchina elettrica rotante in grado di iniettare o assorbire potenza reattiva per mantenere stabile la tensione. Quando la tensione cala, la sostiene; quando sale bruscamente, ne assorbe l’eccesso. È il design a montaggio diretto a 35 kilovolt a rendere notevole questa installazione. Eliminando il trasformatore elevatore, il sistema riduce le perdite di energia e migliora l’efficienza complessiva, secondo il team del progetto.
La tecnologia è importante perché i parchi eolici producono una potenza variabile. Le raffiche possono far salire la tensione, mentre le pause possono farla scendere. Senza una compensazione rapida, queste fluttuazioni possono propagarsi attraverso la rete e, nei casi estremi, contribuire a interruzioni diffuse. Il nuovo condensatore risponde in millisecondi, agendo come una sorta di ammortizzatore per la rete locale.
Gli ingegneri sul posto affermano che il dispositivo funziona in modo affidabile dall’installazione. Il progetto fa parte di un più ampio sforzo della Cina per rafforzare le infrastrutture di rete mentre il paese aumenta la capacità eolica e solare. Integrare grandi quantità di energia rinnovabile richiede non solo più linee di trasmissione, ma anche apparecchiature più intelligenti e veloci per mantenere il sistema in equilibrio.
L’approccio a montaggio diretto potrebbe essere replicato in altri parchi eolici, soprattutto in aree remote dove lo spazio e l’accesso per la manutenzione sono limitati. Elevando la tensione di connessione a 35 kilovolt, il sistema semplifica il layout dell’impianto e riduce il numero di componenti che possono guastarsi. Questa semplicità è un punto di forza chiave per gli operatori che cercano di ridurre i costi a lungo termine.
Per ora, l’installazione di Shengshan serve come dimostrazione. Le sue prestazioni saranno seguite attentamente sia dagli operatori di rete che dai produttori di apparecchiature. Se la tecnologia si dimostrerà valida nell’arco di un ciclo stagionale completo, potrebbe diventare un’opzione standard per i nuovi progetti eolici in Cina e altrove. La sfida di stabilizzare una rete alimentata sempre più dalle condizioni meteorologiche non è esclusiva della Cina, e le soluzioni sviluppate qui potrebbero trovare acquirenti all’estero.
Il dispositivo è una delle diverse innovazioni emerse dallo sforzo cinese di modernizzare il proprio sistema elettrico. Con l’aumento della penetrazione delle rinnovabili, la capacità di gestire tensione e frequenza alla fonte diventerà sempre più importante. Il condensatore da 35 kilovolt è un passo piccolo ma concreto verso una rete in grado di gestire gli alti e bassi di una giornata ventosa.