1.Κρυμμένοι κίνδυνοι πίσω από την ακμάζουσα βιομηχανία φωτοβολταϊκών

Τα τελευταία χρόνια, η παγκόσμια αγορά φωτοβολταϊκών αναπτύσσεται με εκπληκτικό ρυθμό, σαν πύραυλος. Θυμάμαι ακόμα όταν παρακολούθησα την έκθεση ηλιακής ενέργειας στη Γερμανία πριν από πέντε χρόνια, η ισχύς των βασικών μονάδων ήταν περίπου 300W. Τώρα, δεν είναι ασυνήθιστο να βλέπουμε διφασικές μονάδες άνω των 600W. Ωστόσο, εν μέσω αυτής της άνθησης των εγκαταστάσεων, ένα κρίσιμο ζήτημα συχνά παραβλέπεται: η προστασία του συστήματος.

Πέρυσι, η εταιρεία μας χειρίστηκε μια υπόθεση από την Τουρκία: έναν σταθμό παραγωγής ενέργειας εδάφους 5MW. Τρεις μήνες μετά τη σύνδεσή του στο δίκτυο, τέσσερις μετατροπείς κάηκαν διαδοχικά. Κατά τη διάρκεια της επιτόπιας έρευνας, διαπιστώθηκε ότι ο ιδιοκτήτης είχε εξοικονομήσει χρήματα παραλείποντας τις συσκευές προστασίας από υπερτάσεις στην πλευρά DC. Η τελική ζημία έφτασε τα 200.000 δολάρια ΗΠΑ, ποσό που ήταν αρκετό για την αγορά εκατοντάδων SPD υψηλής τεχνολογίας. Τέτοια μαθήματα δεν είναι ασυνήθιστα στον κλάδο.

2.«Δολοφόνοι τάσης» που αντιμετωπίζουν τα φωτοβολταϊκά συστήματα

2.1Κεραυνός: η πιο επικίνδυνη απειλή

Έχω συναντήσει ένα έργο συμπλήρωσης ισχύος με ακτινοβολία αλιείας στο Χαϊνάν. Η τοπική περιοχή έχει περισσότερες από 90 ημέρες καταιγίδας κάθε χρόνο. Ο προϊστάμενος λειτουργίας τους με ενημέρωσε ότι πριν από την εγκατάσταση του SPD, ήταν πάντα σε εγρήγορση κατά τη διάρκεια της εποχής των καταιγίδων κάθε χρόνο. Το πιο σοβαρό περιστατικό ήταν ότι μια προκαλούμενη πτώση κεραυνού προκάλεσε τη συλλογική «απεργία» όλων των μετατροπέων τύπου στοιχειοσειράς σε ολόκληρη τη συστοιχία.

Είναι ενδιαφέρον ότι πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι μόνο τα άμεσα πλήγματα κεραυνού είναι επικίνδυνα. Στην πραγματικότητα, τα δεδομένα ανίχνευσής μας δείχνουν ότι τα πλήγματα κεραυνού σε ακτίνα 3 χιλιομέτρων μπορούν να δημιουργήσουν ένα επαγόμενο κύμα αρκετά ισχυρό ώστε να προκαλέσει ζημιά στον εξοπλισμό. Υπήρχε κάποτε ένα βραζιλιάνικο έργο όπου το σημείο πλήγματος κεραυνού βρισκόταν στο γειτονικό αγρόκτημα, ωστόσο προκάλεσε βλάβη σε όλες τις μονάδες παρακολούθησης του φωτοβολταϊκού συστήματος.

2.2Διακύμανση Πλέγματος: Ο Αόρατος Δολοφόνος

Όταν συμμετείχαμε στην ανάθεση ενός έργου κατασκευής στέγης στο Βιετνάμ πέρυσι, καταγράψαμε εκπληκτικά δεδομένα: Η διακύμανση της τάσης του τοπικού δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις περιόδους αιχμής της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας συχνά ξεπερνούσε το 15%. Αυτή η συνεχής παραμόρφωση τάσης είναι πιο επιζήμια για τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού από τις στιγμιαίες υπερτάσεις.

Το πιο προβληματικό ζήτημα είναι το ρεύμα υπερτάσεων που παράγεται από το ίδιο το φωτοβολταϊκό σύστημα. Θυμηθείτε, μια φορά, κατά τη δοκιμή μιας συγκεκριμένης μάρκας μετατροπέα, η αιχμή τάσης που παρήγαγε κατά τη διακοπή λειτουργίας ήταν στην πραγματικότητα τέσσερις φορές η ονομαστική τάση! Αυτό το είδος ρεύματος υπερτάσεων που «αυτοπαραγόταν και αυτοκαταναλωνόταν» είναι κάτι που πολλοί ιδιοκτήτες ακινήτων απλώς δεν παρατηρούν.

3.Πώς προστατεύει το SPD το φωτοβολταϊκό σύστημα;

3.1Πολυεπίπεδη προστασία: Φορέστε ένα "αλεξίσφαιρο γιλέκο" για το σύστημα

Ένα καλό σύστημα προστασίας θα πρέπει να είναι σαν ένα κρεμμύδι με πολλαπλά επίπεδα άμυνας. Συνήθως συνιστούμε στους πελάτες να υιοθετήσουν έναστρατηγική προστασίας τριών επιπέδων:

Επίπεδο πίνακα:Εγκαταστήστε ένα SPD Τύπου 2 στο κουτί συνδυαστή για προστασία από τους περισσότερους επαγόμενους κεραυνούς.

Επίπεδο μετατροπέα: Χρησιμοποιήστε ειδικό φωτοβολταϊκό SPD στην πλευρά εισόδου DC. Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στην επιλογή τάσης Uc.

Σημείο σύνδεσης δικτύου:Εγκαταστήστε ένα SPD που είναι προσαρμοσμένο στα χαρακτηριστικά του τοπικού δικτύου στην πλευρά AC.

3.2Παρεξήγηση Επιλογής: Όσο υψηλότερη είναι η παράμετρος, τόσο το καλύτερο

Συχνά παρατηρείται ότι οι πελάτες επιδιώκουν τυφλά υψηλές τιμές Imax. Στην πραγματικότητα, για τα περισσότερα κατανεμημένα έργα, επαρκεί μια χωρητικότητα εκκένωσης 20kA. Το κλειδί έγκειται στα εξής:

- Δυνατότητα αντιστοίχισης τάσης (Uc ≥ 1,2 × Μέγιστη τάση συστήματος)

- Υπολειμματική στάθμη τάσης (Αυτό είναι κρίσιμο καθώς καθορίζει εάν ο εξοπλισμός μπορεί πραγματικά να προστατευτεί)

- Λειτουργία ένδειξης υποβάθμισης (Αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό καθώς μπορεί να αποτρέψει το "zombie SPD")

Ένας Αυστραλός πελάτης επέμεινε στην εγκατάσταση ενός SPD με ονομαστική τιμή 40kA. Ωστόσο, λόγω της επιλογής πολύ χαμηλής τάσης Uc, το SPD γήρανσε πρόωρα όταν το σύστημα βρισκόταν υπό ελαφρύ φορτίο.

3.3Μην αφήσετε τις ελλείψεις προστασίας να μειώσουν τις αποδόσεις των επενδύσεων

Έχω δει πάρα πολλούς σχολαστικούς ιδιοκτήτες σπιτιών που είναι πρόθυμοι να ξοδέψουν πολλά χρήματα σε κορυφαία εξαρτήματα, αλλά είναι υπερβολικά επιφυλακτικοί σχετικά με την προστασία του συστήματος. Στην πραγματικότητα, μια καλοσχεδιασμένη λύση SPD (Surge Protective Device - Συσκευή Προστασίας από Υπερτάσεις) συνήθως αντιπροσωπεύει μόνο το 0,3% έως 0,5% του συνολικού κόστους του έργου, ωστόσο μπορεί να αποτρέψει πάνω από το 80% των ηλεκτρικών βλαβών.

Συνιστάται σε όλους να λάβουν υπόψη τα ακόλουθα κατά τη φάση σχεδιασμού:

- Τοπικά δεδομένα για τις ημέρες καταιγίδας (τα οποία μπορούν εύκολα να ληφθούν από τη μετεωρολογική υπηρεσία)

- Αναφορές ποιότητας δικτύου

- Πρότυπα ανοχής υπερτάσεων που ορίζονται από τους κατασκευαστές εξοπλισμού

Σύναψη

Για να λειτουργήσει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα σταθερά για 25 χρόνια, χρειάζεται αξιόπιστη προστασία από υπερτάσεις. Είναι σαν να εργάζεστε σε ύψος χωρίς να φοράτε ζώνη ασφαλείας – ίσως καταφέρετε να παραμείνετε ασφαλείς τις πρώτες 99 φορές, αλλά η 100ή φορά μπορεί να σας κοστίσει ακριβά.