Розвиток електроенергетичної інфраструктури у 2020-х роках має дивовижні паралелі з подіями столітньої давнини. У 1920-х основу національних мереж становили вугільні електростанції. Хоча вони й забруднювали довкілля, але гарантували стабільність завдяки безперервній роботі протягом тривалих періодів. З появою гідроенергетики генеруючі об’єкти опинилися на значній відстані від споживачів. Щоб вирішити проблему передачі струму на великі відстані, інженери створили специфічний пристрій — синхронний компенсатор. Його особливість полягає в тому, що він обертається вхолосту, не виробляючи ні механічної роботи, ні активної електроенергії, на відміну від звичайних двигунів чи генераторів.

Яка ж роль цього обладнання? Воно регулює реактивну потужність, яку часто називають «фантомною». Подібно до літературного героя, що ховався в підземеллях Паризької опери, реактивна потужність непомітно накопичується та спричиняє нестабільність у мережах. Без належного контролю це загрожує масовими відключеннями світла. Сто років тому компенсатори допомогли впоратися з коливаннями напруги на магістральних лініях. Сьогодні, коли частка відновлюваних джерел стрімко зростає, виникають нові виклики щодо доставки енергії споживачам саме тоді, коли вона потрібна. Обсяги «фантомної» потужності значно збільшилися, що зумовило новий сплеск попиту на синхронні компенсатори.

Саудівська Аравія планує до 2030 року забезпечити половину своїх потреб в електроенергії за рахунок відновлюваних джерел. Країна активно будує сонячні парки і зрозуміла, що їй також необхідні компенсатори. Нещодавно Saudi Electric Company ухвалила рішення використовувати обладнання від GE Vernova для стабілізації електропостачання з численних об’єктів зеленої енергетики по всій території держави.

Варто зазначити, що перший такий пристрій був сконструйований компанією GE ще у 1919 році. Видання GE Review у 1920 році описало цей інноваційний крок, здійснений департаментом інженерії змінного струму. Це сталося дуже вчасно, адже США входили в епоху масштабного будівництва гребель, яка тривала три десятиліття аж до 1960-х років. Якщо раніше акцент робився на гідроенергетиці, то зараз фокус змістився на сонячну. Згідно з даними Управління енергетичної інформації США, Саудівська Аравія має в планах реалізацію проєктів відновлюваної енергетики загальною потужністю понад 21 гігават, і левова частка припадає саме на сонячні станції.

П’єр Маркс, який очолює напрям перетворення та зберігання енергії GE Vernova для Південної Європи, Близького Сходу та Африки, звертає увагу на додаткову перевагу компенсаторів для енергетичного переходу. Оскільки ці пристрої працюють на електриці, а не спалюють паливо, вони дозволяють відмовитися від практики запуску турбін виключно заради підтримки стабільності мережі. Як пояснює Маркс, компенсатор є такою ж «великою обертовою машиною», як і турбіна. «Підключення таких машин до мережі для стабілізації частоти дає змогу інтегрувати більше відновлюваних джерел, скорочуючи використання газових, гідро- чи вугільних агрегатів лише для балансування. Потреба у великих машинах зменшується, бо цю функцію бере на себе компенсатор».

На думку Маркса, головна причина повернення інтересу до компенсаторів криється в масштабах сучасної трансформації. Незважаючи на наявність інших технологій управління реактивною потужністю, розроблених за минуле століття, нинішній обсяг впровадження ВДЕ вимагає потужнішого інструменту протидії мінливості. Компенсатори здатні як поглинати надлишкову реактивну потужність, так і генерувати її за потреби. Це допомагає досягти бажаної інерції — терміна, що означає стабільність напруги та струму, необхідну для коректної роботи системи.

Те, що компенсатори стають справжніми помічниками у декарбонізації, є важливим фактором для енергетичного переходу. Маркс підкреслює, що попит стимулює не лише зростання частки «зеленої» енергії, а й загальна електрифікація економіки, коли все більше послуг переходять на електроплатформу. «Спостерігається динамічний, майже потрійний ефект», — зазначає експерт: збільшення обсягів ВДЕ, зростання попиту на електроенергію та необхідність забезпечувати стабільність. Компанія постійно аналізує ринок, щоб прогнозувати майбутній попит на компенсатори у різних регіонах світу. «Ми ведемо спеціальну карту», — додає він.

Саудівська Аравія, володіючи найдешевшою нафтою у світі, традиційно використовувала її для виробництва електроенергії. Такий підхід є неефективним, що визнається в амбітній стратегії «Vision 2030». Одним із ключових об’єктів для встановлення компенсаторів стане сонячна електростанція Al Kahafah у Східній провінції. Після завершення будівництва цього року вона увійде до числа найбільших у світі. Подібне обладнання буде інтегровано в інші сонячні та вітрові проєкти королівства в міру їх введення в експлуатацію протягом найближчих п’яти років.

Маючи багаторічний досвід у глобальній енергетиці, Маркс дійшов висновку, що «електромережа, ймовірно, є однією з найскладніших систем, створених людиною. Мене досі дивує, наскільки важко її повністю зрозуміти». Більшість людей не усвідомлюють, що мережа потребує не лише активної потужності для споживачів, а й фантомної потужності для власної стабільності. «Кілька років тому ми, можливо, планували списати компенсатори. Зараз же ми повертаємо цю стару технологію, модернізуємо її та поєднуємо з новими рішеннями. Ми зіткнулися зі складністю задачі і тепер отримуємо оптимальний результат».

Джерело