Solução de Recloser Adaptativo para as Centrais Geotérmicas Vulcânicas da Indonésia: Reforçando a Resiliência da Rede em Ambientes Extremos

Contexto do Projeto

A Indonésia possui aproximadamente 40% dos recursos geotérmicos do mundo, com um potencial de geração de energia geotérmica de 23 a 28 GW. No entanto, até 2022, apenas cerca de 2,3 GW foram desenvolvidos. O governo tem como objetivo atingir uma capacidade instalada de 5.000 MW até 2025, mas enfrenta múltiplos desafios:

1. ​Problemas de Estabilidade da Rede: As centrais geotérmicas estão predominantemente localizadas em zonas vulcânicas remotas (por exemplo, Sumatra, Java), onde a atividade geológica frequente causa danos às linhas de transmissão devido a terremotos e deslizamentos de terra. ​Os reclosers convencionais​ têm dificuldades com taxas de falha elevadas (3 a 5 vezes mais altas que as redes padrão), falhando em prevenir interrupções em cadeia.
2. ​Ambiente Operacional Corrosivo: Os fluidos geotérmicos atingem 275-330°C e contêm gases corrosivos (por exemplo, H₂S), acelerando a degradação dos componentes dos ​reclosers​ em 60% em comparação com locais convencionais.
3. ​Limitações de Compatibilidade com a Rede: Os ​reclosers​ padrão apresentam tempos de resposta lentos (>2 segundos) e falta de lógica adaptativa para as necessidades de "operação isolada" das centrais geotérmicas, causando interrupções que custam $1,2M/ano em perda de geração por central.

Essas restrições exigem soluções personalizadas de ​reclosers​ para atingir os objetivos nacionais de capacidade.

Solução

Para abordar as condições únicas das centrais geotérmicas indonésias, o seguinte sistema de ​reclosers​ integra engenharia especializada:

1. ​Design de Recloser Resistente a Altas Temperaturas e Corrosão:
• ​Melhoria dos Componentes Nucleares: Os interrompedores a vácuo e os compostos de silicone dos ​reclosers​ resistem a temperaturas ambientais de 150°C e à corrosão por H₂S, duplicando a vida útil em comparação com unidades padrão.
• ​Estrutura de Resfriamento Selado: O ​recloser​ integra resfriamento a ar + material de mudança de fase (PCM) para dissipar calor em ambientes >50°C, evitando falhas térmicas.
2. ​Lógica de Proteção Adaptativa para Reclosers:
• ​Estratégia de Recolocação Multimodal:
• Falhas Transitórias: O ​recloser​ executa a primeira recolocação em 0,1 segundos (minimizando interrupções).
• Falhas Permanentes: O ​recloser​ bloqueia e dispara a interconexão da micro-rede para operação isolada.
• ​Precisão na Localização de Falhas: Os ​reclosers​ com alcance de ondas viajantes reduzem o erro de localização a ≤50 metros, diminuindo o tempo de inspeção em 40%.
3. ​Funções de Recloser Compatíveis com Redes Inteligentes:
• ​Comutação de Fontes Duplas: Os ​reclosers​ sincronizam com turbinas a gás/armazenamento de energia, restaurando a energia em 0,5 segundos durante falhas na rede.
• ​Monitorização Remota: O rastreamento em tempo real do estado dos ​reclosers​ e parâmetros ambientais (umidade do solo, H₂S) alcançam >95% de precisão de alerta.
4. ​Implementação Localizada de Reclosers:
• ​Design Modular: Os ​reclosers​ são desmontados para transporte a locais montanhosos remotos, reduzindo o tempo de instalação em 50%.
• ​Manutenção Conjunta: Depósitos de peças sobressalentes em parceria com a PLN garantem uma resposta a falhas dos ​reclosers​ em <4 horas.

Resultados Obtidos

Os reclosers avançados alcançaram melhorias significativas na confiabilidade nos ambientes geotérmicos extremos da Indonésia, abordando diretamente os desafios de instabilidade da rede. Os principais resultados incluem:

• Duplicação da Vida Útil: Os designs resistentes a altas temperaturas e corrosão dobraram a vida útil operacional dos reclosers em comparação com as unidades convencionais.
• Redução de Interrupções por Falhas: A lógica de recolocação multimodal adaptativa reduziu as interrupções por falhas transitórias em 90% através de tempos de resposta rápidos de 0,1 segundo.
• Eficiência nas Inspeções: A precisão aprimorada na localização de falhas por ondas viajantes (≤50m) reduziu o tempo de inspeção da rede em 40%, prevenindo falhas em cascata.
• Estabilidade da Rede: Os reclosers permitiram operação isolada sem problemas durante falhas permanentes, aumentando a confiabilidade geral da rede em 80% através da comutação coordenada da micro-rede (<0,5 segundo de restauração).
• Tempo de Operação: Com o suporte de monitorização remota (>95% de precisão de alerta) e manutenção localizada (<4 horas de resposta), os reclosers alcançaram >99% de tempo de operação em zonas vulcânicas, acelerando a expansão da capacidade geotérmica da Indonésia.