Prilagodljivo rješenje za ponovno zatvaranje prekidača za indonezijske vulkanske geotermalne elektrane: Unapređivanje otpornosti mreže u ekstremnim okruženjima

Pozadina projekta

Indonezija posjeduje približno 40% svjetskih geotermalnih resursa, s potencijalom proizvodnje geotermalne energije od 23–28 GW. Međutim, do 2022. godine razvijeno je samo oko 2,3 GW. Vlada ima cilj dostići 5.000 MW instalirane snage do 2025. godine, ali suočava se s mnogozičnim izazovima:

1. ​Problemi stabilnosti mreže: Geotermalne elektrane uglavnom su smještene u udaljenim vulkanskim zonama (npr. Sumatra, Java), gdje često se javljaju geološke aktivnosti koje uzrokuju oštećenja prijenosnih linija zbog potresa i klizišta. ​Standardni prekidači​ imaju problema s visokom stopom grešaka (3–5× veću od standardnih mreža) i ne uspijevaju spriječiti kaskadne ispadanja.
2. ​Korozivno okruženje rada: Geotermalne tekućine dosežu 275–330°C i sadrže korozivne plinove (npr. H₂S), što ubrzava degradaciju komponenti ​prekidača​ za 60% u usporedbi s konvencionalnim lokacijama.
3. ​Ograničenja kompatibilnosti mreže: Standardni ​prekidači​ imaju spor odgovor (>2 sekunde) i nedostaju prilagodljiva logika za potrebe "odvojenog rada" geotermalnih elektrana, što uzrokuje ispadanje koja košta $1,2M/godinu u izgubljenoj proizvodnji po elektrani.

Ti ograničenja zahtijevaju ​prilagođene rješenja prekidača​ kako bi se postigli nacionalni ciljevi kapaciteta.

Rješenje

Za rješavanje specifičnih uvjeta indonezijskih geotermalnih elektrana, sljedeći ​sustav prekidača​ integrira specijaliziranu inženjeriju:

1. ​Dizajn prekidača otpornih na visoku temperaturu i koroziju:
• ​Poboljšanje ključnih komponenti: Vakuumski prekidaci i silikonsko gumeni kompoziti ​prekidača​ izdržavaju ambijentalnu temperaturu od 150°C i koroziju H₂S, podupirući životnu dobu dvostruko u usporedbi s standardnim jedinicama.
• ​Zatvorena hlađenja struktura: ​Prekidač​ integira zračno hlađenje + materijal promjene faze (PCM) za disipaciju topline u >50°C okruženjima, sprečavajući termičke propade.
2. ​Prilagodljiva logika zaštite prekidača:
• ​Multimodalna strategija ponovnog zatvaranja:
• Prijelazne greške: ​Prekidač​ obavlja prvo zatvaranje unutar 0,1 sekunde (smanjujući ispadanja).
• Stalne greške: Prekidač blokira i pokreće povezivanje mikromreže za odvojeni rad.
• ​Točnost lokacije greške: ​Prekidači​ s metodom lociranja putujućih valova smanjuju pogrešku lokacije na ≤50 metara, smanjujući vrijeme inspekcije za 40%.
3. ​Funkcije prekidača kompatibilne s pametnom mrežom:
• ​Preklapanje iz dvije izvore: ​Prekidači​ sinkroniziraju se s plinskim turbine/energijskim pohranama, vraćajući struju unutar 0,5 sekundi tijekom propada mreže.
• ​Udaljeno praćenje: Stvarno vrijeme praćenja statusa ​prekidača​ i okolišnih parametara (vlaga tla, H₂S) postiže >95% točnosti upozorenja.
4. ​Lokalizirana implementacija prekidača:
• ​Modularni dizajn: ​Prekidači​ mogu se demontirati za transport na udaljena planinska mjesta, smanjujući vrijeme instalacije za 50%.
• ​Zajedničko održavanje: Skladišta rezervnih dijelova u partnerstvu s PLN-om osiguravaju <4-satni odgovor na greške ​prekidača​.