's Werelds eerste 35kV direct gemonteerde synchrone condensator stabiliseert windenergie
In de winderige velden van Sunwu County in de provincie Heilongjiang, waar het dit najaar al meerdere keren heeft gesneeuwd, draaien rijen windturbines gestaag. Maar de wind waait het ene moment sterk en het andere zwak, en de spanning op het net stijgt en daalt daarmee mee. Die energie stabiel genoeg houden om aan het bredere elektriciteitsnet te leveren, is een groeiende uitdaging nu China meer hernieuwbare energie toevoegt.
Diep in het Zhongguang Nuclear Shengshan Windpark pakt een nieuw stuk apparatuur dat probleem aan. Het is ‘s werelds eerste 35 kilovolt hoogspannings direct gemonteerde gedistribueerde synchrone condensator, een machine die is ontworpen om spanningsschommelingen vrijwel onmiddellijk af te vlakken. Anders dan conventionele systemen die op 10,5 kilovolt worden aangesloten en een aparte step-up transformator nodig hebben om het net te bereiken, koppelt dit apparaat rechtstreeks op 35 kilovolt, waardoor een onderdeel wordt geëlimineerd en ruimte en kosten worden bespaard.
Een synchrone condensator is in wezen een roterende elektrische machine die reactief vermogen kan injecteren of absorberen om de spanning stabiel te houden. Als de spanning zakt, ondersteunt hij die; als de spanning piekt, absorbeert hij het overschot. Het direct gemonteerde ontwerp op 35 kilovolt maakt deze installatie bijzonder. Door de step-up transformator weg te laten, vermindert het systeem energieverliezen en verbetert het de algehele efficiëntie, aldus het projectteam.
De technologie is belangrijk omdat windparken een variabele opbrengst hebben. Windstoten kunnen de spanning opdrijven, terwijl windstiltes die kunnen laten dalen. Zonder snelwerkende compensatie kunnen deze schommelingen door het net golven en in extreme gevallen bijdragen aan grootschalige stroomuitval. De nieuwe condensator reageert in milliseconden en fungeert als een soort schokdemper voor het lokale net.
Ingenieurs ter plaatse zeggen dat het apparaat sinds de installatie betrouwbaar werkt. Het project maakt deel uit van een bredere inspanning in China om de netinfrastructuur te versterken nu het land zijn wind- en zonnecapaciteit opschaalt. Het integreren van grote hoeveelheden hernieuwbare energie vereist niet alleen meer transmissielijnen, maar ook slimmere, snellere apparatuur om het systeem in balans te houden.
De direct gemonteerde aanpak zou kunnen worden herhaald op andere windparken, vooral in afgelegen gebieden waar ruimte en onderhoudstoegang beperkt zijn. Door de aansluitspanning naar 35 kilovolt te verhogen, vereenvoudigt het systeem de lay-out van de installatie en vermindert het het aantal onderdelen dat kan falen. Die eenvoud is een belangrijk verkoopargument voor exploitanten die de kosten op lange termijn willen verlagen.
Voorlopig dient de installatie in Shengshan als demonstratie. De prestaties zullen nauwlettend worden gevolgd door netbeheerders en apparatuurfabrikanten. Als de technologie zich bewijst gedurende een volledige seizoenscyclus, kan het een standaardoptie worden voor nieuwe windprojecten in China en daarbuiten. De uitdaging om een net te stabiliseren dat steeds meer door het weer wordt aangedreven, is niet uniek voor China, en hier ontwikkelde oplossingen kunnen kopers in het buitenland vinden.
Het apparaat is een van verschillende innovaties die voortkomen uit China’s streven om zijn energiesysteem te moderniseren. Naarmate het aandeel hernieuwbare energie stijgt, wordt het vermogen om spanning en frequentie bij de bron te beheren steeds belangrijker. De 35 kilovolt condensator is een kleine maar concrete stap naar een net dat de ups en downs van een winderige dag aankan.