Subestações da Série YB da Saudi Solar Developers: Coletor fotovoltaico de 11kV em Riade - Quantidade mínima de 5 unidades

O setor de energia solar da Arábia Saudita entrou em uma fase de expansão agressiva da capacidade instalada. Com o Reino visando atingir 50% de energia renovável até 2030 e o Programa Nacional de Energia Renovável (NREP) impulsionando um conjunto de projetos em leilão competitivo que ultrapassará 30 GW até 2030, as decisões de engenharia e aquisição tomadas hoje determinarão a confiabilidade do desempenho das usinas solares sauditas pelos próximos 25 anos. Na interface crítica entre o conjunto fotovoltaico e a rede elétrica — onde a energia é coletada de milhares de inversores e elevada à tensão de transmissão — a subestação compacta não é um mero detalhe. Ela é uma infraestrutura fundamental. A subestação compacta da série YB da Ningbo Tianan, com sua classificação de 11 kV e compatibilidade com a rede saudita, foi projetada especificamente para essa função.

Infraestrutura de coleta de energia solar fotovoltaica da Arábia Saudita: o contexto

Uma usina solar de grande escala na Arábia Saudita — digamos, uma instalação de 300 MWp na região de Riad — gera energia através de centenas de strings de módulos fotovoltaicos. Cada string termina em um inversor de string que converte corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA) a 0,69 kV (690 V). Esses inversores são agrupados em clusters, e a saída CA de cada cluster é coletada em um ponto de coleta de média tensão (MT), tipicamente a 11 kV ou 33 kV, dependendo da escala do projeto e dos requisitos da operadora da rede. Desse ponto de coleta de MT, um cabo de alimentação segue até a subestação da Companhia de Eletricidade Saudita (SEC) ou diretamente até o ponto de interconexão com a rede.

A subestação compacta — também chamada de Subestação pré-fabricadaUma subestação compacta, ou subestação MT/AT, é o equipamento instalado no ponto de coleta de média tensão. Ela abriga o transformador elevador, o painel de distribuição de média tensão, a alimentação auxiliar de baixa tensão, os equipamentos de proteção e controle e, às vezes, os sistemas de monitoramento e comunicação. No contexto da Arábia Saudita, onde grandes usinas solares frequentemente se encontram em locais remotos no interior do deserto, com temperaturas extremas, a subestação compacta deve atender a rigorosos padrões ambientais, elétricos e operacionais.

Subestação compacta da série YB: Visão geral do projeto

A série YB da Tianan representa a linha comercial padrão do fabricante de subestações pré-fabricadas, projetadas para instalação externa em concessionárias de serviços públicos e indústrias. Distribuição de energia Aplicações. A série YB utiliza uma estrutura de gabinete com três compartimentos:

• Compartimento HV: Abriga o painel de distribuição de alta tensão (unidade principal em anel ou RMU) que opera a 11 kV. A RMU normalmente inclui uma chave seccionadora e uma combinação de fusível/disjuntor para proteção do transformador.
• Compartimento do transformador: Abriga o transformador de distribuição imerso em resina ou óleo, que eleva a tensão de 0,69 kV para 11 kV (ou de 0,4 kV para 11 kV, dependendo da configuração). O transformador é o maior componente individual e possui isolamento antivibração em relação à estrutura da caixa.
• Compartimento do VE: Abriga os painéis de baixa tensão, relés de proteção, equipamentos de comunicação SCADA, fonte de alimentação auxiliar, controles de iluminação e ventilação.

Especificações padrão da série YB

Requisitos de interconexão da rede elétrica da Arábia Saudita e conformidade com a SASO

A Companhia de Eletricidade da Arábia Saudita (SEC) e a Organização Saudita de Normas, Metrologia e Qualidade (SASO) impõem requisitos técnicos específicos a todos os equipamentos conectados à rede elétrica saudita. Para subestações de usinas solares, os principais requisitos de conformidade incluem:

• Selo de Qualidade SASO: Os equipamentos devem possuir o Selo de Qualidade SASO ou serem certificados por um organismo de avaliação da conformidade acreditado. A equipe de exportação da Tianan gerencia o processo de certificação SASO para compradores sauditas, incluindo relatórios de testes de laboratórios aprovados pela SASO.
• Conformidade com a norma IEC 62271: Os equipamentos de manobra de alta tensão devem estar em conformidade com a norma IEC 62271 (normas para equipamentos de manobra e controle de alta tensão), especificamente as partes relevantes para equipamentos de manobra, disjuntores e equipamentos de controle.
• Requisitos de interconexão do código de rede: Os sistemas de proteção e controle da subestação devem ser configuráveis ​​de acordo com os requisitos do código de rede da Arábia Saudita, que incluem características específicas de resposta a falhas (FRT), proteção anti-ilhamento e pontos de ajuste de controle de potência ativa/reativa comunicados via SCADA.
• Condições ambientais: As normas SASO e SEC exigem que os equipamentos operem sem degradação em temperaturas ambientes de até 55 °C, com incidência de radiação solar de até 1.000 W/m² nas superfícies da carcaça. A opção para altas temperaturas da série YB da Tianan foi especificamente validada para essas condições.

Projeto de transformador para aplicações solares no deserto da Arábia Saudita

O transformador de distribuição é o componente principal da subestação compacta, e seu desempenho é fundamental para a confiabilidade de todo o sistema de captação fotovoltaica. Para aplicações solares na Arábia Saudita, a Tianan oferece duas tecnologias de transformadores:

Transformador de resina fundida (tipo seco)

Os transformadores de resina fundida utilizam encapsulamento dos enrolamentos em resina epóxi, eliminando a necessidade de óleo isolante. Principais vantagens para instalações solares na Arábia Saudita:

• Segurança contra incêndios: A ausência de óleo isolante combustível significa ausência de risco de incêndio — uma consideração crucial em um ambiente desértico com altas temperaturas e poeira.
• Sem necessidade de manutenção: Sem necessidade de monitoramento do nível de óleo, coleta de amostras ou risco de vazamento. Ideal para usinas solares remotas onde as visitas de manutenção são pouco frequentes.
• Isolamento Classe H: Os transformadores a seco da Tianan utilizam isolamento Classe H (temperatura máxima do enrolamento de 180°C), permitindo a operação em temperaturas ambientes elevadas com redução térmica aceitável.
• Instalação externa: Os transformadores de resina fundida são projetados para instalação externa sem a necessidade de uma caixa separada, e o encapsulamento oferece proteção contra umidade e contaminação.

Transformador imerso em óleo

Para aplicações em que a eficiência e o desempenho térmico do transformador são priorizados em relação à segurança contra incêndio, a Tianan fornece transformadores imersos em óleo com óleo mineral ou fluido éster biodegradável. Os transformadores imersos em óleo oferecem perdas em vazio de 5 a 8% menores e perdas em carga de 10 a 15% menores em comparação com projetos equivalentes de resina fundida, o que se traduz em economia de custos operacionais ao longo da vida útil de 25 anos do transformador.

Para instalações solares costeiras na Arábia Saudita, onde as normas de segurança contra incêndio permitem transformadores imersos em óleo (e onde a maior eficiência é economicamente vantajosa), a Tianan oferece transformadores imersos em óleo com design de tanque corrugado para melhor dissipação de calor e bacias de contenção de derramamento de óleo de alta retenção como padrão.

Dimensionamento de subestações compactas para sistemas de coletores fotovoltaicos solares

Dimensionar corretamente a subestação é uma das decisões mais importantes no projeto de uma usina solar. A subestação deve ser dimensionada para suportar a potência CA total gerada pelos inversores fotovoltaicos que alimenta, com margem adequada para futuras expansões de capacidade e sem superdimensionamento excessivo que inflacione o custo de capital.

Para um projeto de energia solar na região de Riade, na Arábia Saudita, com capacidade aproximada de 300 MWp, a configuração típica envolve de 10 a 12 subestações compactas da série YB, com potência nominal de 2500 kVA, distribuídas pelo campo fotovoltaico em pontos de coleta a uma distância de aproximadamente 1,5 a 2 km entre si. A saída de 11 kV de cada subestação alimenta uma rede de distribuição radial ou em anel de 11 kV que converge no pátio de subestações do projeto, elevando a tensão para 132 kV para interconexão com a rede elétrica.

Por que um pedido mínimo de 5 unidades? A economia das aquisições em escala de projeto.

A quantidade mínima de 5 unidades para a subestação compacta da série YB da Tianan reflete a viabilidade econômica da fabricação de equipamentos elétricos em escala de projeto. Subestações compactas desse porte e complexidade são configuradas de acordo com as especificações do comprador no momento do pedido — a potência nominal do transformador, a classe de tensão de alta tensão, as configurações dos relés de proteção, o protocolo de comunicação SCADA e o acabamento do gabinete são definidos para cada projeto. Esse processo de configuração personalizada exige um lote mínimo de produção para justificar o custo de engenharia e de preparação das ferramentas.

Para os desenvolvedores de energia solar da Arábia Saudita, um projeto de 300 MWp com 10 subestações permite a produção em um único lote, o que melhora o preço unitário e garante qualidade consistente em todas as subestações do projeto. A quantidade mínima de pedido (MOQ) de 5 unidades impede o acesso a esse equipamento para desenvolvedores de projetos menores (usinas solares com menos de 50 MWp), mas posiciona o produto para as usinas solares de grande escala, que representam o mercado dominante no programa NREP da Arábia Saudita.

Serviços de projetos chave na mão: do fornecimento de equipamentos ao comissionamento.

A Tianan desenvolveu um modelo abrangente de serviços para projetos internacionais de exportação de subestações solares. Seus mais de 15 anos de experiência em exportação de equipamentos de energia na Ásia, África, Oriente Médio e América do Sul criaram um processo replicável para gerenciar o fornecimento transfronteiriço de equipamentos para locais de projetos:

Suporte de engenharia pré-venda

• Estudo de viabilidade técnica baseado no perfil de carga do projeto do comprador e nos requisitos de interconexão à rede.
• Recomendações para dimensionamento e configuração de subestações
• Desenvolvimento e revisão de diagramas unifilares com o consultor de engenharia do comprador.
• Confirmação do processo e cronograma de certificação SASO

Fornecimento de equipamentos

• Fabricação com inspeções de testemunhas do comprador (WIT) em etapas-chave: teste de transformador, teste de painel de distribuição, inspeção de montagem.
• Testes de aceitação em fábrica (FAT) realizados por terceiros em um laboratório acreditado, caso sejam exigidos pelo comprador.
• Embalagem para exportação por via marítima: caixas de madeira próprias para exportação com dessecante, indicadores de resistência a choques e barreira contra umidade.

Suporte à Instalação e Comissionamento

• Supervisão da instalação por engenheiro de campo certificado pela Tianan (viagem e hospedagem por conta do comprador).
• Revisão do procedimento de comissionamento e assistência na execução
• Coordenação da configuração dos relés de proteção com o operador da rede elétrica saudita (SEC).
• Suporte para testes de aceitação no local (SAT)

Suporte pós-comissionamento

• Fornecimento de peças de reposição via frete aéreo a partir de Ningbo ou de estoque regional mantido em Dubai.
• Suporte técnico remoto via videochamada ou acesso remoto ao SCADA.
• Garantia: 24 meses a partir da data de comissionamento ou 30 meses a partir da data de envio, o que ocorrer primeiro.

Considerações ambientais sobre o deserto para subestações compactas

O ambiente de implantação de energia solar na Arábia Saudita apresenta desafios distintos que diferem das instalações típicas de subestações em climas temperados. A equipe de engenharia da Tianan desenvolveu adaptações específicas para o mercado saudita:

Gestão Térmica

Na região de Riade, as temperaturas ambientes frequentemente ultrapassam os 45 °C durante os meses de verão (maio a setembro), e a radiação solar direta adiciona um estresse térmico equivalente a 10–15 °C às superfícies da estrutura. A série YB de alta temperatura da Tianan resolve esse problema através de:

• Superfícies da estrutura com revestimento em pó de alto albedo (índice de refletância solar >0,7) para reduzir a absorção de calor solar.
• Ventiladores de ventilação forçada com funcionamento controlado por temperatura (ativados acima de 35°C de temperatura ambiente)
• Redução da potência térmica de transformadores e equipamentos de manobra de acordo com as normas IEC 60076-7 para operação a +55°C.
• Revestimentos externos resistentes aos raios UV testados de acordo com a norma ASTM D4799 (envelhecimento acelerado por raios UV).

Proteção contra a entrada de areia e poeira

A infiltração de areia do deserto pode comprometer equipamentos de comutação, relés de proteção e sistemas de ventilação. As subestações YB da Tianan, com classificação IP55, utilizam:

• Vedação dupla nas portas de todas as aberturas do gabinete.
• Entrada de ar filtrado com filtros de painel substituíveis de grau G4.
• Entradas de cabos seladas com prensa-cabos em todas as penetrações de cabos de baixa e alta tensão.
• Componentes em aço inoxidável para resistência à corrosão por raios UV e sal.

Panorama Competitivo: Como a Tianan se Compara

O mercado global de subestações solares compactas inclui fabricantes europeus (ABB/S Hitachi Energy, Siemens Energy), fabricantes coreanos (Hyundai Electric, LS Electric) e fabricantes chineses (Tianan, TBEA, XD Electric). A Tianan ocupa uma posição competitiva no segmento intermediário a premium dos fabricantes chineses:

A vantagem da Tianan reside na combinação de design de produto em conformidade com a norma SASO, preços competitivos em relação às alternativas europeias e coreanas, e um modelo de serviço de projeto completo que reduz a complexidade de aquisição e logística para o comprador. Seu prazo de entrega de 10 a 14 semanas (da confirmação do pedido à disponibilidade para embarque no porto de Ningbo) é consideravelmente menor do que os prazos de 16 a 20 semanas comuns para fabricantes europeus.

Processo de Licitação para Desenvolvedores de Energia Solar na Arábia Saudita

O processo típico de aquisição da subestação modular da série YB da Tianan para um projeto de energia solar na Arábia Saudita segue este cronograma:

• Semana 1–2: Revisão das especificações técnicas, confirmação do dimensionamento da subestação, orçamento comercial.
• Semanas 3–4: Negociação comercial, confirmação do pedido, pagamento de 30% de entrada.
• Semanas 5 a 14: Fabricação e testes de aceitação em fábrica (FAT)
• Semana 15: Embalagem e envio a partir do porto de Ningbo
• Semanas 16 a 20: Frete marítimo para o Porto Islâmico de Jeddah ou para a Cidade Econômica Rei Abdullah (trânsito de 10 a 15 dias).
• Semanas 21 a 24: Desembaraço aduaneiro, transporte terrestre até o local do projeto
• Semanas 25 a 30: Instalação, comissionamento e testes de conexão à rede elétrica