Soluzione di reclosers adattivi per le centrali geotermiche vulcaniche dell'Indonesia: miglioramento della resilienza della rete in ambienti estremi

Contesto del Progetto

L'Indonesia possiede circa il 40% delle risorse geotermiche mondiali, con un potenziale di generazione elettrica geotermica di 23-28 GW. Tuttavia, nel 2022, solo circa 2,3 GW erano stati sviluppati. Il governo si prefigge di raggiungere una capacità installata di 5.000 MW entro il 2025, ma affronta diverse sfide:

1. ​Problemi di Stabilità della Rete: Le centrali geotermiche sono principalmente situate in zone vulcaniche remote (ad esempio, Sumatra, Giava), dove l'attività geologica frequente causa danni alle linee di trasmissione a causa di terremoti e frane. ​I reclosers convenzionali​ faticano a gestire tassi di guasto elevati (3-5 volte superiori a quelli delle reti standard), non riuscendo a prevenire interruzioni a cascata.
2. ​Ambiente Operativo Corrosivo: I fluidi geotermici raggiungono temperature tra i 275 e i 330°C e contengono gas corrosivi (ad esempio, H₂S), accelerando la degradazione dei componenti dei ​reclosers​ del 60% rispetto ai siti convenzionali.
3. ​Limitazioni di Compatibilità con la Rete: I ​reclosers​ standard presentano tempi di risposta lenti (>2 secondi) e mancano di logica adattiva per le esigenze di "operazione isolata" delle centrali geotermiche, causando interruzioni che costano $1,2 milioni all'anno in perdita di generazione per ogni centrale.

Questi vincoli richiedono soluzioni personalizzate di ​reclosers​ per raggiungere gli obiettivi nazionali di capacità.

Soluzione

Per affrontare le condizioni uniche delle centrali geotermiche indonesiane, il seguente sistema di ​reclosers​ integra ingegneria specializzata:

1. ​Progettazione Resistenti a Temperature Elevate e alla Corrosione dei Reclosers:
• ​Miglioramento dei Componenti Chiave: Gli interruttori al vuoto e i compositi in silicone dei ​reclosers​ resistono a temperature ambientali di 150°C e alla corrosione da H₂S, raddoppiando la durata rispetto alle unità standard.
• ​Struttura di Raffreddamento Sigillata: Il ​recloser​ integra raffreddamento a aria + materiale a cambiamento di fase (PCM) per dissipare il calore in ambienti >50°C, prevenendo guasti termici.
2. ​Logica di Protezione Adattativa per Reclosers:
• ​Strategia di Ricomposizione Multi-Modalità:
• Guasti Transitori: Il ​recloser​ esegue la prima ricomposizione entro 0,1 secondi (minimizzando le interruzioni).
• Guasti Permanenti: Il ​recloser​ blocca e attiva l'interconnessione della micro-rete per l'operazione isolata.
• ​Precisione nella Localizzazione dei Guasti: I ​reclosers​ con localizzazione a onde viaggianti riducono l'errore di posizionamento a ≤50 metri, riducendo il tempo di ispezione del 40%.
3. ​Funzioni dei Reclosers Compatibili con la Smart Grid:
• ​Commutazione da Doppia Sorgente: I ​reclosers​ sincronizzano con turbine a gas o sistemi di accumulo energetico, ripristinando l'energia entro 0,5 secondi durante i guasti della rete.
• ​Monitoraggio Remoto: Il tracciamento in tempo reale dello stato del ​recloser​ e dei parametri ambientali (umidità del suolo, H₂S) raggiunge una precisione di avviso superiore al 95%.
4. ​Distribuzione Locale dei Reclosers:
• ​Progettazione Modulare: I ​reclosers​ possono essere smontati per il trasporto in siti montani remoti, riducendo il tempo di installazione del 50%.
• ​Manutenzione Congiunta: I depositi di pezzi di ricambio in partnership con PLN assicurano una risposta ai guasti dei ​reclosers​ inferiore a 4 ore.

Risultati Ottenuti

I reclosers avanzati hanno ottenuto notevoli miglioramenti nella affidabilità negli estremi ambienti geotermici dell'Indonesia, affrontando direttamente le sfide di instabilità della rete. I principali risultati includono:

• Raddoppio della Durata: Le progettazioni resistenti a temperature elevate e alla corrosione hanno raddoppiato la durata operativa dei reclosers rispetto alle unità convenzionali.
• Riduzione degli Intervalli di Interruzione per Guasti: La logica di ricomposizione multi-modalità adattativa ha ridotto le interruzioni per guasti transitori del 90% grazie a tempi di risposta rapidi di 0,1 secondo.
• Efficienza nell'Ispettorato: L'aumento della precisione nella localizzazione dei guasti tramite onde viaggianti (≤50m) ha ridotto i tempi di ispezione della rete del 40%, prevenendo interruzioni a cascata.
• Stabilità della Rete: I reclosers hanno permesso un'operazione isolata senza soluzione di continuità durante i guasti permanenti, aumentando la affidabilità complessiva della rete del 80% attraverso la commutazione coordinata della micro-rete (<0,5 secondi per il ripristino).
• Disponibilità Operativa: Sostenuti dal monitoraggio remoto (precisione di avviso >95%) e dalla manutenzione locale (risposta <4 ore), i reclosers hanno raggiunto una disponibilità >99% nelle zone vulcaniche, accelerando l'espansione della capacità geotermica dell'Indonesia.