Supercondensatoare și AI: noul fundament al rețelelor verzi

În Germania, un singur proiect de la marginea orașului Hannover spune foarte clar ceva ce mulți evită: stabilitatea rețelei nu mai are nevoie de cărbune și gaz.

La Mehrum a intrat în funcțiune primul STATCOM cu supercondensatori din lume, dezvoltat de Siemens Energy și operatorul de transport TenneT. Nu e doar o premieră tehnică, e un semnal puternic pentru toată Europa – inclusiv pentru România – că putem înlocui serviciile de echilibrare oferite de centralele fosile cu soluții electronice inteligente, controlate de AI.

În seria „AI în Industria Energetică din România: Tranziția Verde”, proiectul din Germania este un caz-școală: arată cum stocarea rapidă de energie + control avansat + algoritmi de inteligență artificială pot susține o rețea plină de fotovoltaic și eolian, fără să sacrificăm siguranța în alimentare.

În rândurile de mai jos trecem prin:

• ce este, practic, acest STATCOM cu supercondensatori;
• de ce e relevant pentru România și pentru integrarea regenerabilelor;
• cum completează bateriile clasice și ce poate face AI peste toate aceste tehnologii;
• ce ar trebui să facă acum companiile de energie, dezvoltatorii și autoritățile.

Ce a construit Germania la Mehrum și de ce contează

Germania a conectat la rețea primul STATCOM bazat pe supercondensatori (SVC Plus FS), instalat la Mehrum, în zona Hannover. Rolul lui este clar: să ofere rezervă instantanee și putere reactivă, adică exact serviciile pe care, până acum, le asigurau masiv generatoarele de la centralele pe cărbune sau gaz.

Pe scurt, sistemul:

• folosește supercondensatori în loc de baterii sau mase rotative mecanice;
• poate furniza curenți foarte mari în câteva milisecunde;
• creează o „inerție artificială” pentru rețea, stabilizând frecvența și tensiunea;
• este controlat electronic și funcționează complet automat, cu monitorizare la distanță.

„Nimeni nu a construit până acum un STATCOM acționat de supercondensatori. Acest proiect setează un reper pentru tranziția energetică globală.” – Hauke Jürgensen, Siemens Energy

Dezvoltarea tehnologiei a durat peste 10 ani, iar construcția efectivă aproximativ 3 ani. TenneT estimează că doar în Germania vor fi necesare circa 30 de sisteme similare pentru a menține stabilitatea sistemului în condițiile creșterii masive a producției regenerabile.

Ce e diferit față de un STATCOM clasic

Un STATCOM clasic se bazează pe electronica de putere pentru a furniza putere reactivă, dar nu are de obicei un rezervor de energie foarte rapid, ci doar convertoare care compensează local.

La Mehrum, noul STATCOM:

• integrează rafturi de supercondensatori, fiecare celulă având dimensiunea unei doze de băutură;
• stochează energie pe durate scurte (secunde), dar o poate elibera instantaneu;
• poate stabiliza rețeaua în fața unor variații bruște de putere, cum apar la eolian și fotovoltaic;
• acționează efectiv ca o „centrala clasică invizibilă”, dar fără ardere de combustibil.

Pentru România, unde rețeaua este interconectată cu Europa continentală și unde se anunță valuri de proiecte de fotovoltaic și eolian până în 2030, astfel de soluții vor deveni, sincer, obligatorii, nu opționale.

Supercondensatori vs baterii: unde câștigă fiecare

Pentru a înțelege de ce Germania a ales supercondensatori pentru STATCOM, e util să comparăm pe scurt supercondensator vs baterie.

Supercondensatorul:

• are putere specifică foarte mare (poate livra multă energie într-un timp extrem de scurt);
• are durată de viață foarte mare (milioane de cicluri de încărcare-descărcare);
• e ideal pentru stabilizare rapidă, vârfuri scurte, inerție artificială;
• nu e rentabil pentru stocare de durată (minute-ore).

Bateria (Li-ion, LFP etc.):

• oferă energie pe durate mai lungi (minute, ore, chiar zile în anumite configurații);
• are densitate de energie mai mare, dar livrare mai lentă comparativ cu supercondensatorul;
• e ideală pentru decalarea producției fotovoltaice/eoliene în timp, managementul congestiilor, arbitraj de preț;
• are durată de viață mai limitată în cicluri și este mai sensibilă la regimuri extreme.

În rețeaua viitorului, nu alegem între ele, ci le combinăm:

• supercondensatori + STATCOM pentru stabilitate de milisecunde-secunde;
• baterii de mari dimensiuni (BESS) pentru echilibrare pe minute-ore;
• hidrogen, hidro, termoficare flexibilă pentru orizont de ore-zile.

AI devine „creierul” care decide ce tehnologie intervine, când și cât, în funcție de starea sistemului.

Cum ajută AI astfel de STATCOM-uri în integrarea regenerabilelor

Un STATCOM cu supercondensatori funcționează deja extrem de rapid la nivel hardware. AI-ul îl face inteligent și anticipativ, nu doar reactiv.

1. Optimizarea în timp real a stabilității rețelei

Algoritmii de AI pot analiza în timp real:

• măsurători din noduri de rețea (tensiune, frecvență, fluxuri de putere);
• prognoze meteo și de producție fotovoltaică/eoliană;
• istoricul incidentelor și pattern-urile de consum.

Pe baza acestor date, sistemul poate decide:

• când STATCOM-ul trebuie să fie „pregătit” să răspundă cu mai multă energie;
• cum să coordoneze mai multe STATCOM-uri și baterii în diferite puncte ale rețelei;
• cum să reducă la minimum pierderile și numărul de manevre.

Rezultatul: mai puține deconectări de centrale regenerabile, mai puține alarme în dispecer și un profil de frecvență/tensiune mai „curat”.

2. Mentenanță predictivă pentru supercondensatori și convertoare

Într-un astfel de sistem, componenta critică nu e doar supercondensatorul, ci și electronica de putere (IGBT/SiC, transformatoare, răcire, control). AI poate urmări parametrii în timp și poate anticipa defecte:

• analiză de trend pe temperaturi, curenți, timpi de răspuns;
• detectarea anomaliilor față de „semnătura” normală a instalației;
• generarea de alerte de mentenanță înainte să apară probleme reale în rețea.

Pentru un operator de transport sau de distribuție din România, asta înseamnă mai puțin timp de nefuncționare, mai puține intervenții de urgență și cost total de proprietate mai mic.

3. Integrarea în sisteme avansate de management al energiei (EMS)

Un STATCOM de nouă generație nu stă singur. El va fi integrat într-un Energy Management System (EMS) sau Advanced Distribution Management System (ADMS).

Aici, AI poate:

• coordona STATCOM-urile cu bateriile, centralele fotovoltaice, stațiile de încărcare pentru vehicule electrice;
• simula scenarii („ce se întâmplă dacă se oprește un parc eolian de 200 MW?”) și pregăti setări optime;
• oferi dispecerilor recomandări de operare explicabile, nu doar „cutii negre”.

Această combinație – hardware foarte rapid + AI foarte bun la prognoză și coordonare – este exact ce trebuie pentru România, unde tot mai multe proiecte mari de PV și eolian se pregătesc să intre în rețea până în 2030.

Ce poate învăța România din proiectul de la Mehrum

Realitatea e simplă: dacă vrem mult solar și eolian, avem nevoie de tehnologie de stabilitate modernă. Germania a început cu supercondensatori-STATCOM. România poate sări direct la o versiune și mai inteligentă, cu AI de la început.

1. Planificare națională a serviciilor de sistem

La fel ca TenneT, care estimează circa 30 de sisteme similare, România are nevoie de:

• studii de adecvare care să spună clar: câte instalații de tip STATCOM, baterii și alte resurse flexibile sunt necesare până în 2030–2035;
• o strategie de înlocuire treptată a inerției clasice (centrale mari pe cărbune/gaz) cu soluții electronice și stocare rapidă;
• definirea unor mecanisme de piață pentru a plăti aceste servicii (rezervă rapidă, putere reactivă, inerție sintetică).

Fără aceste elemente, discuția despre „10 GW fotovoltaic până în 2030” rămâne doar marketing.

2. Proiecte-pilot în noduri critice ale SEN

Un pas pragmatic pentru România ar fi:

• identificarea a 2–3 noduri critice din Sistemul Energetic Național (zone cu congestii, multă regenerabilă sau sensibilitate la variații de tensiune);
• lansarea de proiecte-pilot cu STATCOM-uri avansate, eventual cu supercondensatori sau baterii de putere mare;
• integrarea acestor proiecte cu platforme AI de analiză în timp real (inclusiv folosind date istorice de la Transelectrica și distribuitori);
• colaborare cu universități și institute de cercetare pentru dezvoltare locală de algoritmi.

Aceste proiecte nu sunt doar demonstrații tehnologice. Ele pot crea know-how local, echipe de experți români și chiar produse exportabile în regiune.

3. Oportunități concrete pentru companii și dezvoltatori

Pentru companiile din energie și pentru dezvoltatorii de parcuri fotovoltaice/eoliene din România, adoptarea timpurie a acestor tehnologii poate însemna:

• acces mai ușor la racordare, dacă proiectele includ soluții avansate de stabilitate (STATCOM, BESS, control AI);
• venituri suplimentare din servicii de sistem (unde regulamentul permite);
• bancabilitate mai bună – băncile încep deja să întrebe cum vor fi gestionate riscurile de congestie și limitări de producție.

Mai mult, firmele de IT și automatizări din România pot juca un rol esențial în:

• dezvoltarea de platforme de monitorizare și control cu AI pentru astfel de instalații;
• integrarea lor în SCADA/EMS existente;
• servicii de mentenanță predictivă și optimizare de performanță.

Cum se leagă toate acestea de seria „AI în Industria Energetică din România”

Seria noastră urmărește un fir clar: AI este liantul dintre tranziția verde și un sistem energetic sigur, stabil și profitabil. Proiectul de la Mehrum este un exemplu perfect al acestui model:

• Rețele electrice optimizate cu AI: STATCOM-ul cu supercondensatori este un element hardware; AI îl transformă într-un „actor” inteligent în rețea.
• Predicția consumului și a producției: cu cât prognoza este mai bună, cu atât STATCOM-ul și bateriile pot fi operate mai eficient, cu mai puțină energie „irosită” în standby.
• Mentenanță predictivă pentru echipamente energetice: la panouri fotovoltaice, turbine eoliene, baterii și acum și la supercondensatori/STATCOM, AI reduce costurile operaționale.

Pentru România, următorul pas logic este să privim fiecare investiție în rețea și în regenerabile prin această lentilă: cum combinăm echipamentele moderne de putere cu platforme de analiză și control bazate pe AI?

Dacă ești:

• operator de rețea – întreabă-te ce noduri critice ar putea beneficia primele de STATCOM + AI;
• dezvoltator de proiecte PV/eoliene – gândește deja pachetul de stabilitate pe care îl poți oferi sistemului;
• companie de IT/automatizări – uită-te serios la zona de EMS, ADMS, mantenață predictivă și analitică pentru active energetice.

România nu are de ce să repete toți pașii Germaniei. Poate sări direct la versiunea 2.0 a tranziției verzi: regenerabile + supercondensatori/baterii + AI, integrate într-o arhitectură coerentă de rețea inteligentă.

Acum e momentul să decidem: vrem doar mai multă producție verde, sau vrem un sistem energetic inteligent, capabil să o integreze fără compromisuri de stabilitate?