Продолжая наш цикл, мы переходим от причин развития ВИЭ к техническим сложностям, которые возникают при их массовом внедрении. В современной энергетике происходит фундаментальная смена парадигмы. Традиционные энергосистемы на протяжении столетий опирались на синхронные генераторы тепловых и гидроэлектростанций, которые благодаря своей огромной вращающейся массе обеспечивали необходимую инерцию и стабильность сети. Современные же ВИЭ, такие как солнечные и ветровые станции, взаимодействуют с энергосистемой через силовые электронные инверторы.
Эти устройства по своей физической сути отделены от сети и не обладают механической инерцией, что ставит перед инженерами совершенно новые задачи. Одной из главных проблем «инверторной» энергетики является снижение системной устойчивости. Когда доля ВИЭ в сети растёт, уменьшается общая инерция системы, что делает её крайне чувствительной к любым возмущениям. Выработка СЭС и ВЭС носит переменный характер и напрямую зависит от погодных условий. Облачность или изменение силы ветра вызывают резкие колебания мощности, что приводит к возникновению фликера, скачкам напряжения и отклонениям частоты. Это не только ухудшает качество электроэнергии, но и создаёт риски для работы промышленного оборудования.
Международное энергетическое агентство выделяет шесть фаз интеграции ВИЭ. Сегодня Казахстан, где установленная мощность ВЭС и СЭС составляет около 12,5%, находится на переходе между второй и третьей фазами. Это тот критический момент, когда колебания генерации начинают существенно влиять на баланс системы, а традиционные методы регулирования перестают справляться с нагрузкой. Проблема усугубляется тем, что инверторные ресурсы в «слабых» сетях практически не поддерживают напряжение и не обеспечивают достаточных токов короткого замыкания. Мировой опыт однозначно указывает на то, что для преодоления этих барьеров необходим переход к использованию систем накопления энергии.
Однако технические сложности – это лишь половина проблемы. В следующей части мы проанализируем, как отсутствие маневренных мощностей привело к реальному дефициту электроэнергии в Казахстане и зависимости от импорта.
