פתרון מחוון אדפטיבי עבור תחנות גיאותרמיות וולקניות באינדונזיה: שיפור עמידות הרשת בסביבות קיצוניות

רקע הפרויקט

אינדונזיה מחזיקה בערך ב-40% מהמשאבים הגיאותרמיים בעולם, עם פוטנציאל ייצור חשמל גיאותרמי של 23-28 GW. אך עד שנת 2022, רק כ-2.3 GW נפתחו. הממשל שואף להשיג קיבולת מותקנת של 5,000 MW עד שנת 2025, אך מתמודד עם מספר אתגרים:

1. ​בעיות יציבות רשת: תחנות גיאותרמיות ממוקמות בעיקר באזורים געשיים מרוחקים (כגון סומטרה, ג'אווה), שם פעילות גאולוגית תדירה גורמת לנזק לקווים תמסורת עקב רעידות אדמה ומפולות. ​מפעלי סגירה קונבנציונליים​ מתמודדים עם קצב תקלות גבוה (3-5 פעמים גבוה יותר מרשתות סטנדרטיות), ולא מצליחים למנוע תקלות מצטברות.
2. ​סביבה התכלתית מבצעית: נוזלי גיאותרמי מגיעים לטמפרטורות של 275-330° צלזיוס ומכילים גזים התכלתיים (כמו H₂S), המאיצים את הדעיכה של רכיבי ​מפעלי הסגירה​ ב-60% לעומת אתרים קונבנציונליים.
3. ​מגבלות תאימות לרשת: מפעלי ​סגירה סטנדרטיים​ מתאפיינים בזמן תגובה איטי (>2 שניות) ובחוסר לוגיקה עילאית להתנהלות "נפרדת" של תחנות גיאותרמיות, גורם לנפילות הרסניות עלות 1.2 מיליון דולר לשנה בכל תחנה בשל אובדן ייצור.

המגבלות הללו דורשות פתרונות ​מפעלי סגירה מותאמים אישית​ כדי להשיג את המטרות הלאומיות לקיבולת.

פתרון

כדי להתמודד עם התנאים הייחודיים של תחנות גיאותרמיות באינדונזיה, המערכת הבאה של ​מפעל סגירה​ משלבת הנדסה מקצועית:

1. ​עיצוב מפעל סגירה עמיד בטמפרטורות גבוהות והתכלות:
• ​שדרוג רכיב מרכזי: ​מפעל הסגירה​ מכיל מפרקי vácuum וצימרים של סיליקון capable לשרוד בטמפרטורה סביבתית של 150° צלזיוס והתכלות של H₂S, והופכים את משך החיים פי שניים לעומת יחידות סטנדרטיות.
• ​מבנה הקירור החתום: ​מפעל הסגירה​ משלב קירור אוויר + חומר שינוי פאזה (PCM) להפחתת חום בסביבות של >50° צלזיוס, למנוע כשל תרמי.
2. ​לוגיקה מגן עילאית למפעלי סגירה:
• ​אסטרטגיה רב-מצבית לסגירה מחדש:
• תקלות זמניות: ​מפעל הסגירה​ מבצע סגירה ראשונה תוך 0.1 שניות (להפחית תקלות).
• תקלות קבועות: ​מפעל הסגירה​ נעול ומפעיל חיבור מיקרו-רשת לעישון נפרד.
• ​דיוק تحديد موقع العطل: ​مفاتيح إعادة الإغلاق​ مع تراوح موجة السفر تقلل من خطأ تحديد الموقع إلى ≤50 متراً، مما يخفض وقت الفحص بنسبة 40٪.
3. ​وظائف متوافقة مع الشبكة الذكية لمفاتيح إعادة الإغلاق:
• ​تبديل مصدر مزدوج: ​مفاتيح إعادة الإغلاق​ تتزامن مع التوربينات الغازية / تخزين الطاقة، وتستعيد الكهرباء في غضون 0.5 ثانية أثناء فشل الشبكة.
• ​الرصد عن بعد: تتبع الوقت الحقيقي لحالة ​مفاتيح إعادة الإغلاق​ ومعلمات البيئة (رطوبة التربة، H₂S) يحقق دقة تحذير >95٪.
4. ​نشر محلي لمفاتيح إعادة الإغلاق:
• ​تصميم معياري: يمكن فك ​مفاتيح إعادة الإغلاق​ للنقل إلى مواقع جبلية نائية، مما يقلل وقت التركيب بنسبة 50٪.
• ​صيانة مشتركة: مستودعات قطع الغيار التابعة لـ PLN تضمن استجابة لأعطال ​مفاتيح إعادة الإغلاق​ في أقل من 4 ساعات.

النتائج المحققة

حققت مفاتيح إعادة الإغلاق المتقدمة تحسينات كبيرة في الموثوقية في بيئات الجيOTHERMIA القاسية في إندونيسيا، و تعالج بشكل مباشر تحديات عدم استقرار الشبكة. تتضمن النتائج الرئيسية ما يلي:

• تضاعف العمر الافتراضي: تصاميم مقاومة للحرارة والتآكل ضاعفت عمر تشغيل مفاتيح إعادة الإغلاق مقارنة بالوحدات التقليدية.
• تخفيض انقطاعات الأعطال: منطق إعادة الإغلاق المتعدد وضعيات أدى إلى تخفيض انقطاعات الأعطال المؤقتة بنسبة 90٪ عبر استجابات سريعة بـ 0.1 ثانية.
• كفاءة الفحص: تحسنت دقة تحديد موقع العطل باستخدام الموجة المسافرة (≤50 متر) مما خفض وقت فحص الشبكة بنسبة 40٪، ومنع الفشل المتسلسل.
• استقرار الشبكة: مكنت مفاتيح إعادة الإغلاق من التشغيل المنفصل السلس خلال الأعطال الدائمة، مما رفع موثوقية الشبكة الإجمالية بنسبة 80٪ من خلال التحويل المنسق للميكروشبكات (استعادة <0.5 ثانية).
• وقت التشغيل العملي: بدعم من الرصد عن بعد (دقة تحذير >95٪) والصيانة المحلية (استجابة <4 ساعات)، حققت مفاتيح إعادة الإغلاق >99٪ من وقت التشغيل عبر المناطق البركانية، مما عجل بتوسع طاقة الجيOTHERMIA في إندونيسيا.