Solució d'Interruptor Automàtic Adaptatiu per a les Plantes Geotèrmiques Volcàniques d'Indonèsia: Millorant la Resiliència de la Xarxa en Entorns Extrems

Antecedents del projecte

Indonèsia posseeix aproximadament un 40% dels recursos geotèrmics del món, amb un potencial de generació elèctrica geotèrmica de 23-28 GW. No obstant això, fins a 2022 només s'havien desenvolupat uns 2,3 GW. El govern es proposa assolir una capacitat instal·lada de 5.000 MW per al 2025, però es troba amb múltiples reptes:

1. ​Problemes de estabilitat de la xarxa: Les centrals geotèrmiques es troben predominantment en zones volcàniques remotas (per exemple, Sumatra, Java), on l'activitat geològica freqüent provoca danys als línies d'enviament deguts a terratrèmols i lliscaments. ​Els recomptadors convencionals​ tenen dificultats amb una taxa d'errors elevada (3-5 vegades més alta que les xarxes estàndard) i no poden prevenir els tallats en cascada.
2. ​Entorn operatiu corrosiu: Els fluids geotèrmics arriben a 275-330°C i contenen gasos corrosius (per exemple, H₂S), acelerant la degradació dels components dels ​recomptadors​ en un 60% comparat amb els llocs convencionals.
3. ​Limitacions de compatibilitat de la xarxa: Els ​recomptadors​ estàndard presenten temps de resposta lents (>2 segons) i mancan de lògica adaptativa per a les necessitats d'operació "en illa" de les centrals geotèrmiques, causant tallats que suposen una pèrdua de generació de 1,2 M$ per any per central.

Aquests obstacles fan necessaris solucions de ​recomptadors personalitzats​ per assolir els objectius nacionals de capacitat.

Solució

Per abordar les condicions úniques de les centrals geotèrmiques d'Indonèsia, el següent sistema de ​recomptador​ integra enginyeria especialitzada:

1. ​Disseny de recomptador de alta temperatura i resistència a la corrosió:
• ​Millora del component central: Els interrompents al buit i els compostos de silicona de cau dels ​recomptadors​ suporten temperatures ambientals de 150°C i la corrosió de H₂S, duplicant la vida útil en comparació amb les unitats estàndard.
• ​Estructura de refredament tancada: El ​recomptador​ integra refrigeració per aire + material de canvi de fase (PCM) per dissipar el calor en entorns superiors a 50°C, evitant l'error tèrmic.
2. ​Lògica de protecció adaptativa per recomptadors:
• ​Estratègia de recobertura multimodal:
• Faltes transitories: El ​recomptador​ executa la primera recobertura en menys de 0,1 segons (minimitzant els tallats).
• Faltes permanentes: El ​recomptador​ bloqueja i activa la interconnexió de microxarxa per a l'operació en illa.
• ​Precisió en la localització de faltes: Els ​recomptadors​ amb mesura de ones de viatge reduïxen l'error de localització a ≤50 metres, reduint el temps d'inspecció en un 40%.
3. ​Funcions de recomptador compatibles amb xarxes intel·ligents:
• ​Commutació de doble font: Els ​recomptadors​ sincronitzen amb turbinas de gas/emmagatzematge d'energia, restablint el subministrament en menys de 0,5 segons durant els tallats de la xarxa.
• ​Monitorització remota: El seguiment en temps real de l'estat dels ​recomptadors​ i els paràmetres ambientals (humitat del sòl, H₂S) assolix una precisió d'avís superior al 95%.
4. ​Implementació localitzada de recomptadors:
• ​Disseny modular: Els ​recomptadors​ es desmunten per a ser transportats a llocs muntanyosos remots, reduint el temps d'instal·lació en un 50%.
• ​Manteniment conjunt: Els magatzems de peces de repòs associats a PLN asseguren una resposta a les faltes dels ​recomptadors​ en menys de 4 hores.

Resultats assolits

Els recomptadors avançats van aconseguir milloraments significatius en la fiabilitat en els entorns geotèrmics extrems d'Indonèsia, abordant directament els reptes de la inestabilitat de la xarxa. Els resultats clau inclouen:

• Duplicació de la vida útil: Els dissenys resistent a altas temperatures i a la corrosió van duplicar la vida útil operativa dels recomptadors en comparació amb les unitats convencionals.
• Reducció de tallats per faltes: La lògica de recobertura multimodal adaptativa va reduir els tallats per faltes transitòries en un 90% gràcies a temps de resposta ràpids de 0,1 segons.
• Eficiència en l'inspecció: La precisió millorada en la localització de faltes mitjançant ones de viatge (≤50m) va reduir el temps d'inspecció de la xarxa en un 40%, prevenint falles en cascada.
• Estabilitat de la xarxa: Els recomptadors van permetre una operació en illa fluida durant les faltes permanentes, augmentant la fiabilitat global de la xarxa en un 80% a través de la commutació coordinada de microxarxes (restabliment en menys de 0,5 segons).
• Temps d'activitat operativa: Amb la monitorització remota (precisió d'avís >95%) i el manteniment localitzat (resposta en menys de 4 hores), els recomptadors van assolir una ​disponibilitat >99%​ en zones volcàniques, accelerant l'expansió de la capacitat geotèrmica d'Indonèsia.