Huawei dévoile les 10 principales tendances du PV intelligent pour un avenir plus vert

Article de | Huawei

Huawei a organisé la conférence Top 10 Trends of Smart PV (photovoltaïque), sur le thème « Accélérer l’énergie solaire en tant que source d’énergie majeure ». Lors de la conférence, Chen Guoguang, président de Huawei Smart PV+ESS Business, a partagé les idées de Huawei sur les 10 tendances du Smart PV du point de vue de la collaboration multiscénario, de la transformation numérique et de la sécurité renforcée.

Alors que la proportion d’énergies renouvelables ne cesse d’augmenter, l’industrie photovoltaïque a connu une croissance fulgurante, mais l’industrie est toujours confrontée à de nombreux défis, notamment comment continuer à réduire le coût actualisé de l’énergie (LCOE), comment améliorer l’efficacité de l’O&M, comment maintenir la stabilité du réseau électrique alors que davantage d’énergies renouvelables sont injectées et comment assurer la sécurité du système de bout en bout.

« Au milieu de la croissance rapide de l’industrie photovoltaïque, ces défis offrent également des opportunités. dit Chen Guoguang. En tant qu’entreprise tournée vers l’avenir, Huawei tient à partager ses idées et ses réflexions avec ses partenaires, ainsi qu’avec les organisations et les particuliers qui s’intéressent au développement vert et durable.

Tendance 1 : Générateur PV+ESS

À mesure que de plus en plus d’énergies renouvelables alimentent les réseaux électriques, divers problèmes techniques complexes se posent en termes de stabilité du système, d’équilibre énergétique et de qualité de l’énergie.

Par conséquent, un nouveau mode de contrôle est nécessaire pour augmenter le contrôle de la puissance active/réactive et la capacité de réponse, et atténuer activement les fluctuations de fréquence et de tension. Avec l’intégration de PV et ESS ainsi que la technologie Grid Forming, nous pouvons construire des « générateurs intelligents PV + ESS » qui utilisent le contrôle de la source de tension au lieu du contrôle de la source de courant, fournissent un support d’inertie solide, une stabilisation de la tension transitoire et une gestion des défauts. capacités. Cela transformera le PV du suivi du réseau à la formation du réseau, contribuant ainsi à augmenter l’alimentation PV.

Une étape importante dans la pratique de ces technologies a été le projet de la mer Rouge en Arabie saoudite, pour lequel Huawei a fourni un ensemble complet de solutions comprenant un contrôleur PV intelligent et un système de stockage d’énergie par batterie au lithium (BESS) en tant que l’un des principaux partenaires. Ce projet utilise 400 MW PV et 1,3 GWh ESS pour soutenir le réseau électrique qui remplace les générateurs diesel traditionnels et fournit une énergie propre et stable à 1 million de personnes, construisant la première ville au monde alimentée à 100 % par des énergies renouvelables.

Tendance 2 : haute densité et fiabilité

La puissance élevée et la fiabilité des équipements dans les centrales photovoltaïques seront la tendance. Prenons l’exemple des onduleurs PV, de nos jours, la tension continue des onduleurs est augmentée de 1100 V à 1500 V. Avec l’application de nouveaux matériaux tels que le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN), ainsi que l’intégration complète de technologies numériques, d’électronique de puissance et de gestion thermique, on estime que la densité de puissance des onduleurs augmentera d’environ 50 % au cours des cinq prochaines années et que la haute fiabilité pourra être maintenue.

La centrale photovoltaïque de 2,2 GW à Qinghai, en Chine, se trouve à 3100 m au-dessus du niveau de la mer et dispose de 9216 contrôleurs Huawei Smart PV (onduleurs) fonctionnant de manière stable dans cet environnement difficile. Le nombre total d’heures de disponibilité des onduleurs Huawei dépasse 20 millions d’heures et la disponibilité atteint 99,999 %.

Tendance 3 : Électronique de puissance au niveau du module (MLPE)

Poussé par les politiques de l’industrie et les progrès technologiques, le PV distribué a connu un développement vigoureux ces dernières années. Nous sommes confrontés à des défis tels que la manière d’améliorer l’utilisation des ressources sur les toits, d’assurer un rendement énergétique élevé et de garantir la sécurité du système PV+ESS. Par conséquent, une gestion plus raffinée est indispensable.

Dans un système PV, l’électronique de puissance au niveau du module (MLPE) fait référence à un équipement électronique de puissance qui peut effectuer un contrôle raffiné sur un ou plusieurs modules PV, y compris les micro-onduleurs, les optimiseurs de puissance et les sectionneurs. MLPE apporte des valeurs uniques telles que la production d’énergie au niveau du module, la surveillance et l’arrêt sécurisé. Les systèmes photovoltaïques devenant de plus en plus sûrs et intelligents, le taux de pénétration du MLPE sur le marché du photovoltaïque distribué devrait atteindre 20 à 30 % d’ici 2027.

Tendance 4 : Stockage d’énergie des chaînes

Par rapport aux solutions ESS centralisées traditionnelles, la solution Smart String ESS adopte une architecture distribuée et une conception modulaire. Il utilise des technologies innovantes et une gestion intelligente numérique pour optimiser l’énergie au niveau du bloc-batterie et contrôler l’énergie au niveau du rack. Cela se traduit par plus d’énergie de décharge, un investissement optimal, un O&M simple, ainsi que la sécurité et la fiabilité tout au long du cycle de vie de l’ESS.

En 2022, dans le projet ESS de 200 MW/200 MWh à Singapour à des fins de régulation de fréquence et de réserve tournante, le plus grand projet BESS en Asie du Sud-Est, le Smart String ESS met en œuvre une gestion raffinée de la charge et de la décharge pour obtenir une puissance de sortie constante pendant une période plus longue. temps et assurer les avantages de la régulation de fréquence. De plus, la fonction d’étalonnage automatique du SOC au niveau de la batterie réduit les coûts de main-d’œuvre et améliore considérablement l’efficacité de l’exploitation et de la maintenance.

Tendance 5 : Gestion raffinée au niveau de la cellule

À l’instar des systèmes photovoltaïques évoluant vers le MLPE, les BESS au lithium sont appelés à se développer vers un niveau de gestion plus petit. Seule une gestion affinée au niveau des cellules de batterie permet de mieux faire face aux problèmes d’efficacité et de sécurité. Actuellement, le système de gestion de batterie (BMS) traditionnel ne peut résumer et analyser que des données limitées, et il est presque impossible de détecter les défauts et de générer des avertissements à un stade précoce. Par conséquent, le BMS doit être plus sensible, intelligent et même prédictif. Cela dépend de la collecte, du calcul et du traitement d’une grande quantité de données, et des technologies de l’IA pour trouver le mode de fonctionnement optimal et faire des prévisions.

Tendance 6 : Intégration PV+ESS+Grid

Du côté de la production d’électricité, nous voyons de plus en plus de pratiques de construction de bases d’énergie propre de PV + ESS qui fournissent de l’électricité aux centres de charge via des lignes de transport d’énergie UHV. Du côté de la consommation d’énergie, les centrales électriques virtuelles (VPP) deviennent de plus en plus populaires dans de nombreux pays. Les VPP combinent des systèmes PV distribués massifs, des ESS et des charges contrôlables, et mettent en œuvre une planification flexible des unités de production d’énergie et des unités de stockage pour atteindre l’écrêtage des pics, etc.

Par conséquent, la construction d’un système énergétique stable qui intègre le PV + ESS + Grid pour prendre en charge l’alimentation électrique PV et l’injection dans le réseau deviendra une mesure clé pour assurer la sécurité énergétique. Nous pouvons intégrer des technologies numériques, d’électronique de puissance et de stockage d’énergie pour atteindre une complémentarité multi-énergies. Les centrales électriques virtuelles (VPP) peuvent gérer, exploiter et échanger intelligemment l’énergie de systèmes PV+ESS distribués massifs via plusieurs technologies, notamment la 5G, l’IA et les technologies cloud, qui entreront en pratique dans davantage de pays.

Tendance 7 : Sécurité améliorée

La sécurité est la pierre angulaire du développement de l’industrie PV & ESS. Cela nous oblige à considérer systématiquement tous les scénarios et liens et à intégrer pleinement l’électronique de puissance, l’électrochimie, la gestion thermique et les technologies numériques pour améliorer la sécurité du système. Dans une installation photovoltaïque, les défauts causés par le côté DC représentent plus de 70 % de tous les défauts. Par conséquent, l’onduleur doit prendre en charge la déconnexion intelligente des chaînes et la détection automatique des connecteurs. Dans le scénario PV distribué, la fonction AFCI (Arc Fault Circuit Breaker) deviendra une configuration standard, et la fonction d’arrêt rapide au niveau du module assurera la sécurité du personnel de maintenance et des pompiers. Dans le scénario ESS, plusieurs technologies, telles que l’électronique de puissance, le cloud et l’IA, doivent être utilisées pour mettre en œuvre une gestion raffinée de l’ESS, des cellules de batterie au système entier. Le mode de protection traditionnel basé sur la réponse passive et l’isolement physique est remplacé par une protection automatique active, mettant en œuvre une conception de sécurité multidimensionnelle du matériel au logiciel et de la structure à l’algorithme.

Tendance 8 : Sécurité et fiabilité

En plus d’apporter des avantages, les systèmes photovoltaïques présentent également divers risques, notamment la sécurité des équipements et la sécurité des informations. Les risques de sécurité des équipements se réfèrent principalement à l’arrêt causé par des défauts. Les risques de sécurité de l’information font référence aux attaques de réseaux externes. Pour faire face à ces défis et menaces, les entreprises et les organisations doivent établir un ensemble complet de mécanismes de gestion de la « sécurité et de la fiabilité », y compris la fiabilité, la disponibilité, la sécurité et la résilience des systèmes et des appareils. Nous devons également mettre en œuvre une protection pour la sécurité personnelle et environnementale ainsi que la confidentialité des données.

Tendance 9 : Numérisation

Les centrales photovoltaïques conventionnelles disposent d’une grande quantité d’équipements et manquent de canaux de collecte d’informations et de rapports. La plupart des équipements ne peuvent pas « communiquer » entre eux ce qui est très difficile à mettre en place dans une gestion fine.

Avec l’introduction de technologies numériques avancées telles que la 5G, l’Internet des objets (IoT), le cloud computing, les technologies de détection et le big data, les centrales photovoltaïques peuvent envoyer et recevoir des informations, en utilisant des « bits » (flux d’informations) pour gérer les « watts ». (flux d’énergie). L’ensemble du lien génération-transmission-stockage-distribution-consommation est visible, maîtrisable et contrôlable.

Tendance 10 : Application d’IA

Alors que l’industrie de l’énergie évolue vers une ère de données, comment mieux collecter, utiliser et maximiser la valeur des données est devenue l’une des principales préoccupations de l’ensemble de l’industrie.

Les technologies d’IA peuvent être largement appliquées aux domaines des énergies renouvelables et jouent un rôle indispensable dans l’ensemble du cycle de vie du PV+ESS, y compris la fabrication, la construction, l’O&M, l’optimisation et l’exploitation. La convergence de l’IA et des technologies telles que le cloud computing et le big data s’approfondit, et la chaîne d’outils axée sur le traitement des données, la formation des modèles, le déploiement et l’exploitation, et la surveillance de la sécurité sera enrichie. Dans le domaine des énergies renouvelables, l’IA, comme l’électronique de puissance et les technologies numériques, entraînera une transformation profonde de l’industrie.

À la fin, Chen Guoguang a fait remarquer que les applications convergées de la 5G, du cloud et de l’IA façonnent un monde où tout peut sentir, tout est connecté et tout est intelligent. Ça vient plus vite qu’on ne le pense. Huawei identifie les 10 principales tendances de l’industrie photovoltaïque et décrit un monde vert et intelligent dans un avenir proche. Nous espérons que des personnes de tous horizons pourront s’unir pour atteindre les objectifs de neutralité carbone et construire un avenir meilleur et plus vert.

Le contenu et les opinions de cet article sont ceux de l’auteur et ne représentent pas nécessairement les vues d’AltEnergyMag

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