Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang: Tampil Cerdas Selama Tiga Tahun dan Masih Berjalan dengan Baik

HAIKOU, Tiongkok, 22 Januari 2020 /PRNewswire/ -- Tiga tahun lalu, Huaneng Company dan Huawei mendigitalisasi Pembangkit Listrik Dongfang. Sebagai proyek PV pertama yang didigitalisasi, kita perlu mengingat bagaimana sebuah teknologi baru mampu meningkatkan kinerja pembangkit listrik tersebut.

Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang: Tampil Cerdas Selama Tiga Tahun dan Masih Berjalan dengan Baik

Produksi Energi yang 20% Lebih Besar

Proyek ini dirintis pada 30 Juni 2016 sebagai pembangkit listrik yang tersambung ke jaringan listrik (grid-tied power generation). Proyek tersebut memakai modul PV monokristalin 280 Wp, seperti yang tercantum dalam PV Top Runner Program, serta Smart PV Solution dari Huawei. Pembangkit Listrik Dongfang memelopori fenomena digitalisasi dan intelligentization pada pembangkit listrik PV. Sejak pembangkit listrik Ramah Lingkungan Huaneng Hainan diperkaya dengan fitur mutakhir, tingkat produksi listrik dan indikator O&M telah meroket hingga ke jenjang historis.

Pada 2017, waktu operasional dirancang untuk mencapai 1.319 jam. Namun, waktu operasional yang sebenarnya mencapai 1.483 jam, yakni melampaui target sebesar 12,43%. Di tahun yang sama, energi yang disalurkan ke jaringan listrik (on-grid energy) tercatat sebesar 19,14 juta kWh, 19,77% lebih besar dari jumlah energi yang direncanakan (15,98 juta kWh), serta rasio kinerja (performance ratio/PR) rata-rata tahunan tercatat sebesar 84,58%.

Pada 2018, energi yang disalurkan ke jaringan listrik mencapai 19,05 juta kWh dengan waktu operasional sebanyak 1.476,7 jam dan PR sebesar 84,43%.

Pembangkit Listrik Dongfang milik Huaneng Hainan Power Inc. diakui sebagai pembangkit listrik PV level 5A selama dua tahun berturut-turut, yakni 2017 dan 2018. Penilaian ini dibuat berdasarkan evaluasi nasional dan indikator statistik utama. Nilai PR rata-rata tahunan pembangkit listrik ini menembus 84,43%, dan tingkat kerusakan mendekati titik nol selama tiga tahun. Selain itu, produksi energi tahunan melampaui nilai yang direncanakan sekitar 20%.

Tahun 2019 menjadi momen bagi sejumlah terobosan penting. Daya radiasi (irradiance) tahunan yang dimiliki energi surya pada Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang berkisar dari 502 x 10⁴ kJ/m² hingga 586 x 10⁴ kJ/m². Meski demikian, pembangkit listrik ini masih mampu menghasilkan listrik sebesar 20,56 juta kWh dalam setahun dengan waktu operasional 1.594 jam. Kinerja tersebut memecahkan rekor.

Tujuh Teknologi di balik Besarnya Produksi Listrik

Mengapa tingkat produksi Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang terus melonjak? Jawabannya terletak pada tujuh teknologi utama.

1. Berbagai MPPT Menjamin Tingkat Produksi yang Besar

Kesenjangan (mismatch) pada modul PV biasanya terjadi karena atenuasi modul PV, arah, dan bayangan matahari di pagi hari serta saat matahari terbenam. Di Hainan, kesenjangan pada modul PV dapat disebabkan tingkat bayangan matahari akibat awan dan kotoran burung, serta noda air pada modul PV setelah hujan deras. Semua faktor ini ikut menurunkan produksi listrik secara drastis.

Untuk mengatasinya, proyek tersebut memanfaatkan smart string inverter buatan Huawei. Solusi ini menghubungkan dua rangkaian panel surya (string) dengan sebuah sirkuit MPPT. Solusi smart string inverter juga mengatur setiap megawatt listrik yang diproduksi dengan 80 MPPT. Jika dibandingkan dengan inverter terpusat, teknologi Huawei tersebut sanggup mengurangi kesenjangan pada rangkaian panel listrik PV, serta secara drastis meningkatkan efisiensi sistem.

2. Kisaran Tegangan Listrik yang Lebar guna Memperpanjang Waktu Produksi Listrik

Rangkaian panel listrik PV pada MPPT memiliki kisaran tegangan listrik yang lebar. Hal ini menghasilkan waktu operasional yang lama untuk solar inverter, memperpanjang durasi produksi listrik, serta terus meningkatkan efisiensi pembangkit listrik secara keseluruhan.

Solusi smart string inverter Huawei memanfaatkan topologi bipolar sehingga tegangan listrik keluaran (output voltage) dari setiap modul PV bisa melewati voltage boost circuit dengan arus listrik searah (DC). Saat tegangan listrik masukan dengan arus searah mengalami kekurangan, jumlah tegangan listrik dapat ditingkatkan demi memenuhi kebutuhan bus capacitor. Untuk itu, tegangan listrik operasional MPPT dapat berkisar dari 200 V-1.000 V. Sebaliknya, inverter terpusat memakai topologi unipolar, dan tegangan operasional MPPT hanya berkisar dari 520 V-1.000 V. Dengan demikian, smart string inverter Huawei mampu bekerja lebih lama dan menghasilkan lebih banyak listrik.

Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang: Tampil Cerdas Selama Tiga Tahun dan Masih Berjalan dengan Baik

3.  Tanpa Sekring + Tanpa Komponen yang Rentan Rusak = Bebas O&M

Keringkasan menjadi prinsip penting dalam desain smart PV. Desain jaringan yang sederhana memiliki titik kerusakan yang lebih sedikit, serta kemungkinan rusak yang lebih rendah pada seluruh sistem. Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang telah berjalan selama tiga setengah tahun, dan menjaga tingkat kerusakan yang mendekati titik nol, bahkan di tengah kondisi lingkungan yang panas dan bersuhu tinggi, serta memiliki banyak kadar garam. Tingkat ketersediaan string inverter Huawei telah diverifikasi sebesar 99,996%, menurut uji lapangan yang dilakukan TÜV.

Sebelum diluncurkan, solar inverter Huawei berhasil melalui lebih dari 1.400 tes yang diadakan Global Compliance and Testing Center (GCTC). Berbagai tes ini menguji kemampuan produk di sejumlah skenario, dari lingkungan dengan kadar garam hingga kotoran basah yang bersifat korosif, hingga sambaran petir dan kondisi di ketinggian dalam beragam suhu—mulai 60°C hingga +100°C. Sederet uji coba tersebut memastikan stabilitas operasional di tengah lingkungan yang kurang memadai. Desain solar inverter yang ringkas menjamin keandalan pembangkit listrik PV dalam jangka panjang.

4. Sejumlah Teknologi Anti-PID Mencegah Kerugian dan Menjamin Aspek Keselamatan

Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang hanya berjarak 220 m dari pantai. Itu sebabnya, modul-modul PV terus beroperasi di tengah suhu dan kelembapan yang tinggi. Di lingkungan seperti ini, potential induced degradation (PID) lebih sering terjadi.

Demi mengatasi tantangan ini, modul-modul anti-PID ditempatkan pada kotak-kotak komunikasi. Sejumlah modul tersebut secara otomatis mengatur tegangan listrik keluaran berdasarkan tegangan solar inverter, serta menyalurkan tegangan antara phase wire dan ground cable dari titik netral pada arus bolak-balik (AC) virtual. Hal ini dilakukan untuk menyeimbangkan tegangan listrik antara PV—serta kabel ground, sehingga menjaga agar PID tidak berdampak negatif. 

Lebih penting lagi, teknologi suppression terkini dari Huawei memanfaatkan teknologi yang dikembangkan sendiri untuk membangun titik netral virtual lewat sirkuit solar inverter. Ketimbang solusi biasa yang memakai resistor atau induktor guna membangun titik netral, teknologi PID suppression Huawei menghadirkan kemajuan penting, serta mengurangi kerugian kompensasi, dan mengamankan proses kompensasi. Hasilnya, tingkat produksi energi melonjak lebih dari 2%, dan mendukung rangkaian yang lebih besar, yakni di atas 5 MW.

5. Biaya yang Lebih Rendah Melalui Penggantian RS485 dan Serat Optik dengan PLC dan 4G Nirkabel.

Untuk transfer komunikasi, Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang menggantikan RS485 dengan PLC, sehingga mengurangi investasi yang dibutuhkan dalam pemasangan dan pembuatan kabel komunikasi. Selain itu, serat optik juga digantikan jaringan privat 4G.

Dengan teknologi ini, pemasangan dan pengoperasian bisa selesai dalam dua minggu, tanpa harus menggali terusan atau menanam kabel optik. Sebuah pembangkit listrik PV dapat meliputi area dengan luas total 10 km² di permukaan tanah. Dengan demikian, pemasangan dan O&M seluler bisa dilakukan. Meski pembangkit listrik berada di area terpencil dengan sinyal jaringan publik yang lemah, jaringan privat nirkabel tersedia dengan baik guna menjamin komunikasi yang andal di lapangan. Petugas O&M juga dapat memanfaatkan terminal nirkabel untuk melakukan panggilan video dengan ruang kendali pusat.

Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang: Tampil Cerdas Selama Tiga Tahun dan Masih Berjalan dengan Baik

6. Discrete Rate Analysis untuk Menemukan Kerusakan

Discrete rate analysis berperan sebagai perangkat mumpuni untuk meningkatkan efisiensi O&M. Dalam proyek ini, discrete rate analysis dipakai untuk menemukan kerusakan pada rangkaian panel surya PV secara cermat. Lewat perangkat tersebut, petugas mampu memperbaiki rangkaian panel surya PV yang berefisiensi rendah secara tepat waktu. Hasilnya, setiap rangkaian panel surya PV pada pembangkit listrik bisa bebas dari kerusakan dalam jangka waktu yang lebih lama.

Hingga kini, kapasitas sejumlah proyek yang telah menerapkan teknologi ini telah menembus 20 GW. Aplikasi discrete rate untuk mengatasi kerusakan di lapangan telah memastikan stabilitas operasional pembangkit listrik PV.

7. Smart I-V Curve Diagnosis untuk Menentukan Penyebab Kerusakan dengan Alat Kendali Jarak Jauh

Solusi Smart I-V Curve Diagnosis terbukti sangat efektif ketika diterapkan pada Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang. Pemindaian kerusakan di pembangkit listrik berkapasitas 12,9 MW dan 1.920 rangkaian panel surya PV bisa selesai dalam empat menit. Jenis-jenis kerusakan yang ditemukan berupa titik panas, retakan, serta arus pendek pada dioda. Dengan demikian, perbaikan di lapangan berlangsung dengan tepat. Deteksi kerusakan juga dapat dilakukan di media daring (online). Lebih lagi, laporan kerusakan secara otomatis dibuat saat kerusakan ditemukan. Kegiatan O&M yang biasanya dituntaskan selama berbulan-bulan kini selesai hanya dalam hitungan menit.

Pembangkit Listrik Huaneng Dongfang: Tampil Cerdas Selama Tiga Tahun dan Masih Berjalan dengan Baik

Pada 2019, Smart I-V Curve Diagnosis diperbarui dalam versi 3.0, dan seluruh rangkaian panel surya PV untuk pembangkit listrik PV berkapasitas 100 MW kini bisa terdeteksi dalam 15 menit. Di samping itu, teknologi AI dan machine learning diintegrasikan demi meningkatkan mutu Smart I-V Curve Diagnosis serta mengoptimalkan model-model kerusakan produk. Sejauh ini, Smart I-V Curve Diagnosis telah diterapkan pada instalasi listrik dengan kapasitas total lebih dari 5 GW. Solusi ini juga meraih pengakuan atas kinerjanya. Huawei tampil sebagai satu-satunya vendor dengan sertifikasi TÜV yang dapat menyajikan akurasi diagnosis dengan kecermatan tinggi.

Setelah proyek ini selesai dibangun, Huaneng terus bekerja sama dengan Huawei dalam proyek-proyek smart PV, dengan kapasitas total di atas 1 GW. Sebanyak 80% lebih proyek Huaneng dibangun dengan FusionSolar Management System. Pada 8 Agustus 2019, Huaneng Group dan Huawei meneken perjanjian kemitraan strategis tentang teknologi AI pada pembangkit listrik PV, serta memfasilitasi perkembangan teknologi untuk tolok ukur konstruksi pembangkit listrik PV di era grid parity.

Foto - https://photos.prnasia.com/prnh/20200120/2696817-1-a?lang=0
Foto - https://photos.prnasia.com/prnh/20200120/2696817-1-b?lang=0
Foto - https://photos.prnasia.com/prnh/20200120/2696817-1-c?lang=0
Foto - https://photos.prnasia.com/prnh/20200120/2696817-1-d?lang=0