Huawei Paparkan 10 Tren Utama "Smart PV" demi Masa Depan yang Lebih Ramah Lingkungan

SHENZHEN, Tiongkok, 28 Desember 2022 /PRNewswire/ -- Huawei menggelar konferensi "Top 10 Trends of Smart PV (photovoltaic)" dengan tema ''Accelerating Solar as a Major Energy Source''. Di konferensi ini, Chen Guoguang, President, Huawei Smart PV+ESS Business, membagikan pandangan Huawei tentang 10 tren Smart PV dari perspektif kolaborasi multiskenario, transformasi digital, dan aspek keamanan produk yang lebih baik.

Setelah porsi energi terbarukan yang semakin meningkat, industri PV mengalami pertumbuhan pesat. Namun, industri ini masih menghadapi banyak tantangan, termasuk cara menurunkan levelized cost of energy (LCOE), cara meningkatkan efisiensi O&M, cara menjaga stabilitas jaringan transmisi listrik setelah suplai energi terbarukan bertambah besar, serta cara menjamin aspek keamanan sistem secara terpadu.

"Di tengah pertumbuhan pesat industri PV, sederet tantangan ini juga menghadirkan peluang," ujar Chen Guoguang. Sebagai perusahaan visioner, Huawei ingin berbagi analisis dan pandangan bersama mitra, serta organisasi dan sosok yang meminati pembangunan ramah lingkungan dan berkelanjutan.

Tren 1: PV+ESS Generator

Setelah semakin banyak energi terbarukan yang menyuplai jaringan transmisi listrik, beragam masalah teknis yang kompleks hadir dari sisi stabilitas sistem, keseimbangan daya, dan kualitas daya.

Maka, metode kontrol baru dibutuhkan demi meningkatkan pengendalian daya secara aktif/reaktif dan kemampuan respons, serta aktif memitigasi fluktuasi frekuensi dan tegangan listrik. Dengan integrasi PV dan ESS, serta teknologi Grid Forming, kita dapat membangun 'Smart PV+ESS Generators' yang memanfaatkan pengendalian sumber voltase ketimbang pengendalian sumber arus listrik. Dengan demikian, kita memperoleh dukungan inersia yang baik, stabilisasi tegangan listrik yang bersifat sementara, dan kemampuan fault ride-through. Hal tersebut akan mentransformasi PV dari jaringan transmisi listrik disusul grid forming, ikut meningkatkan suplai PV.

Sebuah pencapaian dalam penerapan teknologi ini terwujud pada proyek Red Sea di Arab Saudi. Di proyek ini, Huawei menyediakan rangkaian solusi, termasuk smart PV controller dan battery energy storage system (BESS) litium, sebagai mitra utama. Proyek ini menggunakan PV 400 MW dan ESS 1,3 GWh guna mendukung jaringan transmisi listrik yang menggantikan generator diesel biasa, serta memasok listrik bersih dan stabil bagi satu juta warga sekaligus membangun kota pertama di dunia yang 100% memanfaatkan energi terbarukan.

Tren 2: Densitas dan Reliabilitas Tinggi

Peralatan berdaya besar dan reliabilitas tinggi di pembangkit listrik PV akan menjadi tren. Misalnya, inverter PV. Kini, tegangan listrik DC pada inverter meningkat dari 1.100 V menjadi 1.500 V. Setelah memanfaatkan material baru seperti silicon carbide (SiC) dan gallium nitride (GaN), serta integrasi menyeluruh teknologi digital, elektronika daya, dan manajemen termal, densitas daya pada inverter diperkirakan bertambah sekitar 50% dalam lima tahun mendatang, dan reliabilitas tinggi pun dapat terjaga dengan baik.

Pembangkit listrik PV 2,2 GW di Qinghai, Tiongkok, berada pada ketinggian 3.100 meter di atas permukaan laut, dan memiliki 9.216 Huawei Smart PV Controllers (inverters) yang beroperasi stabil di tengah medan yang berat. Jumlah jam ketersediaan (availability hours) melampaui 20 juta jam, dan ketersediaan alat tercatat hingga 99,999%.

Tren 3: Module-Level Power Electronics (MLPE)

Digerakkan kebijakan industri dan kemajuan teknologi, PV terdistribusi mengalami perkembangan pesat selama beberapa tahun terakhir. Kita menghadapi tantangan seperti cara meningkatkan utilisasi sarana atap bangunan, menjamin produksi listrik yang besar, serta cara menjamin keamanan sistem PV+ESS. Maka, manajemen yang lebih sempurna merupakan sebuah keharusan.

Dalam sebuah sistem PV, module-level power electronics (MLPE) meliputi alat elektronika daya yang dapat menyempurnakan pengendalian satu atau lebih panel PV, termasuk micro inverter, power optimizers, dan disconnectors. MLPE memberikan manfaat unik seperti produksi listrik pada level panel, pemantauan, dan penonaktifan secara aman (safe shutdown). Ketika sistem PV semakin aman dan pintar, laju penetrasi MLPE di segmen pasar PV terdistribusi diperkirakan mencapai 20%-30% pada 2027.

Tren 4: String Energy Storage

Dibandingkan solusi ESS tersentralisasi biasa, solusi Smart String ESS menggunakan arsitektur terdistribusi dan desain modular. Solusi ini memanfaatkan teknologi inovatif dan manajemen pintar secara digital guna mengoptimalkan energi pada level baterai, serta mengendalikan energi pada level rak penyimpanan. Hal ini menghasilkan energi yang lebih besar, investasi optimal, O&M simpel, serta keamanan dan reliabilitas sepanjang siklus ESS.

Pada 2022, dalam proyek ESS 200 MW/200 MWh di Singapura untuk regulasi frekuensi dan spinning reserve, proyek BESS terbesar di Asia Tenggara, Smart String ESS menerapkan manajemen charge and discharge yang semakin baik. Tujuannya, mencapai daya keluaran konstan dalam jangka waktu yang lebih lama dan menjamin manfaat regulasi frekuensi. Di sisi lain, fitur kalibrasi SOC otomatis pada level baterai menghemat biaya tenaga kerja dan secara drastis meningkatkan efisiensi O&M.

Tren 5: Manajemen yang Lebih Sempurna pada Level Sel Baterai

Serupa dengan sistem PV yang beralih menuju MLPE, BESS litium segera mengarah pada level manajemen yang lebih kecil. Efisiensi dan kendala keamanan hanya dapat diatasi lewat manajemen yang lebih sempurna pada level sel baterai. Saat ini, battery management system (BMS) biasa hanya dapat merangkum dan menganalisis data yang terbatas, serta hampir mustahil mendeteksi kerusakan dan memberikan peringatan dini. Maka, BMS harus beroperasi secara lebih sensitif, pintar, bahkan prediktif. Fitur tersebut bergantung pada pengumpulan, komputasi, dan pengolahan data dalam jumlah besar, serta teknologi AI guna menemukan moda operasional terbaik dan menyusun proyeksi.

Tren 6: Integrasi PV+ESS+Grid

Dari sisi produksi listrik, kita menyaksikan semakin banyak praktik pembangunan basis energi bersih PV+ESS. Basis energi ini digunakan untuk memasok listrik pada load center melalui jaringan transmisi listrik UHV. Dari sisi konsumsi listrik, virtual power plant (VPP) kian populer di banyak negara. VPP memadukan sistem PV terdistribusikan secara masif, ESS, dan controllable load, serta menerapkan penjadwalan fleksibel pada unit pembangkit listrik dan penyimpanan energi demi mencapai peak shaving, dan lain-lain.

Maka, pembangunan sistem energi yang stabil dan mengintegrasikan PV+ESS+Grid guna menyediakan suplai listrik PV dan suplai listrik pada gardu akan menjadi langkah penting yang menjamin ketahanan energi. Kita dapat mengintegrasikan teknologi digital, elektronika daya, dan penyimpanan energi guna mewujudkan hubungan yang saling melengkapi antara berbagai sumber energi lewat berbagai teknologi, termasuk 5G, AI, dan teknologi cloud yang segera diterapkan di berbagai negara.

Tren 7: Aspek Keselamatan yang Lebih Baik

Aspek keselamatan sistem merupakan tulang punggung perkembangan industri PV & ESS. Hal ini mendorong kita agar mempertimbangkan segala skenario secara sistematis, serta menautkan dan mengintegrasikan elektronika daya, elektrokimia, manajemen termal, serta teknologi digital secara komplet demi meningkatkan aspek keselamatan sistem. Di pembangkit listrik PV, 70% kerusakan berasal dari sisi DC. Maka, inverter harus mendukung diskoneksi smart string dan deteksi konektor otomatis. Dalam skenario PV terdistribusi, fitur AFCI (Arc Fault Circuit Breaker) akan menjadi konfigurasi standar, sedangkan, fitur penonaktifan cepat (rapid shutdown) pada level panel surya akan memastikan keselamatan kerja personel dan petugas pemadam kebakaran. Dalam skenario ESS, berbagai teknologi, seperti elektronika daya, cloud, dan AI harus diterapkan guna menyempurnakan manajemen ESS, mulai dari level baterai hingga seluruh sistem. Moda proteksi biasa berdasarkan respons pasif dan isolasi fisik diubah menjadi proteksi otomatis aktif, menerapkan desain keamanan multidimensi, dari perangkat keras hingga perangkat lunak, dan dari struktur hingga algoritma.

Tren 8: Keamanan dan Tingkat Kepercayaan

Selain mendatangkan manfaat, sistem PV juga memiliki beragam risiko, termasuk keamanan alat dan keamanan informasi. Risiko keamanan alat melibatkan penonaktifan akibat kerusakan. Sementara, risiko keamanan informasi melibatkan serangan jaringan eksternal. Demi menghadapi tantangan dan ancaman ini, perusahaan dan organisasi harus merumuskan mekanisme pengelolaan "keamanan dan tingkat kepercayaan" (security and trustworthiness), termasuk reliabilitas, ketersediaan, keamanan, dan daya tahan sistem dan peralatan. Kita juga harus menerapkan proteksi terhadap keamanan personal dan lingkungan hidup, serta privasi data.

Tren 9: Digitalisasi

Pembangkit listrik PV biasa memiliki banyak peralatan, namun menghadapi keterbatasan dalam pengumpulan informasi dan pelaporan kanal. Sebagian besar peralatan ini tidak dapat saling "berkomunikasi" sehingga sangat menyulitkan langkah untuk menyempurnakan manajemen.

Setelah kemunculan teknologi digital canggih, seperti 5G, Internet of Things (IoT), cloud computing, teknologi sensor, serta big data, pembangkit listrik PV dapat mengirim dan menerima informasi, memanfaatkan "bita" (arus informasi) untuk mengelola "watt" (arus energi). Seluruh tautan pembangkit listrik-transmisi-penyimpanan listrik-distribusi listrik-konsumsi listrik pun terlihat, mudah dikelola, dan dikendalikan.

Trend 10: Aplikasi AI

Sejalan dengan industri energi yang memasuki era data, cara mengumpulkan, menggunakan, dan memaksimalkan kegunaan data telah menjadi salah satu isu utama di seluruh industri tersebut.

Teknologi AI dapat digunakan secara luas dalam energi terbarukan, serta berperan penting dalam seluruh siklus PV+ESS, termasuk proses produksi, konstruksi, O&M, optimasi, serta kegiatan operasional. Konvergensi AI dan teknologi seperti cloud computing dan big data semakin luas, dan tool chain berfokus pada pengolahan data, pelatihan model, implementasi dan operasionalisasi, serta pemantauan aspek keselamatan kelak semakin lengkap. Di bidang energi terbarukan, AI, seperti elektronika daya dan teknologi digital, akan menggerakkan transformasi industri secara besar-besaran.

Terakhir, Chen Guoguang menjelaskan, aplikasi 5G, cloud, dan AI yang terkonvergensi mengubah dunia sehingga seluruh benda dapat mempelajari berbagai hal, dan seluruh hal dapat terhubung, serta seluruh benda memiliki kecerdasan. Segala hal bekerja lebih cepat dari jalan pikiran kita. Huawei memaparkan 10 tren utama di industri PV, serta mendeskripsikan dunia yang lebih ramah lingkungan dan pintar dalam waktu dekat. Kami berharap, seluruh lapisan masyarakat dapat berkolaborasi demi mencapai target netralitas karbon, membangun masa depan yang lebih hijau dan baik.