1.Skrite nevarnosti za cvetočo fotovoltaično industrijo

V zadnjih letih svetovni trg fotovoltaike raste z osupljivo hitrostjo, podobno raketnemu trendu. Še vedno se spomnim, ko sem se pred petimi leti udeležil razstave sončne energije v Nemčiji, je bila moč glavnih modulov okoli 300 W. Danes ni neobičajno videti dvostranskih modulov z močjo 600 W ali več. Vendar pa se sredi tega porasta montaž pogosto spregleda ključno vprašanje – zaščita sistema.

Lani smo se v našem podjetju ukvarjali s primerom iz Turčije: 5 MW zemeljska elektrarna. Tri mesece po priključitvi na omrežje so zaporedoma pregoreli štirje razsmerniki. Med preiskavo na kraju samem je bilo ugotovljeno, da je lastnik prihranil stroške, ker je opustil prenapetostne zaščite na enosmerni strani. Končna izguba je znašala več kot 200.000 ameriških dolarjev, kar je bilo dovolj za nakup več sto vrhunskih SPD-jev. Takšne izkušnje v panogi niso redke.

2."Napetostni morilci", s katerimi se soočajo fotovoltaični sistemi

2.1Udar strele: najnevarnejša grožnja

V Hainanu sem naletel na projekt dopolnjevanja energije iz ribištva in sevanja. Lokalno območje ima vsako leto več kot 90 dni z nevihtami. Njihov nadzornik obratovanja me je obvestil, da so bili pred namestitvijo SPD-ja med sezono neviht vedno na preži. Najresnejši incident je bil, ko je inducirani udar strele povzročil, da so vsi nizi razsmernikov v celotnem sistemu skupaj "udarili".

Zanimivo je, da mnogi ljudje mislijo, da so nevarni le neposredni udari strele. Pravzaprav naši podatki zaznavanja kažejo, da lahko udari strele v radiju 3 kilometrov povzročijo induciran sunek, ki je dovolj močan, da poškoduje opremo. Nekoč je obstajal brazilski projekt, kjer je bila točka udara strele na sosednji kmetiji, vendar je povzročila odpoved vseh nadzornih modulov fotovoltaičnega sistema.

2.2Nihanje mreže: Nevidni morilec

Ko smo lani sodelovali pri zagonu projekta strešne kritine v Vietnamu, smo zabeležili osupljive podatke: nihanje napetosti v lokalnem električnem omrežju v obdobjih največje porabe električne energije je pogosto preseglo 15 %. To nenehno popačenje napetosti je bolj škodljivo za življenjsko dobo opreme kot trenutni sunki.

Bolj problematična težava je sunkovit tok, ki ga ustvarja sam fotovoltaični sistem. Ne pozabite, da je bil nekoč pri testiranju določene znamke razsmernika napetostni sunek, ki ga je povzročil med izklopom, dejansko štirikrat večji od nazivne napetosti! Te vrste "samogeneriranega in samoporabljenega" sunkovitega toka mnogi lastniki nepremičnin preprosto ne opazijo.

3.Kako SPD ščiti fotovoltaični sistem?

3.1Večplastna zaščita: Za sistem si nadenite "neprebojni jopič"

Dober zaščitni sistem bi moral biti kot čebula z več plastmi obrambe. Običajno priporočamo, da stranke sprejmejotristopenjska strategija zaščite:

Raven matrike:Za zaščito pred večino induciranih strel namestite SPD tipa 2 na združevalno omarico.

Raven inverterja: Na vhodni strani enosmernega toka uporabite namensko fotonapetostno prenapetostno zaščito (SPD). Posebno pozornost posvetite izbiri napetosti Uc.

Priključna točka omrežja:Na strani izmeničnega toka namestite SPD, ki je prilagojen lokalnim značilnostim omrežja.

3.2Napačno razumevanje izbire: višji kot je parameter, bolje je

Pogosto se opazi, da stranke slepo zasledujejo visoke vrednosti Imax. Pravzaprav je za večino porazdeljenih projektov zadostna izpustna zmogljivost 20 kA. Ključ je v:

- Zmožnost prilagajanja napetosti (Uc ≥ 1,2 × najvišja napetost sistema)

- Raven preostale napetosti (to je ključnega pomena, saj določa, ali je opremo resnično mogoče zaščititi)

- Funkcija indikacije degradacije (to je izjemno pomembno, saj lahko prepreči "zombi SPD")

Avstralski kupec je vztrajal pri namestitvi SPD-ja z nazivno močjo 40 kA. Vendar pa se je SPD zaradi izbire prenizke napetosti Uc prezgodaj postaral, ko je bil sistem pod majhno obremenitvijo.

3.3Ne dovolite, da pomanjkljivosti v zaščiti zmanjšajo donosnost naložb

Videl sem preveč natančnih lastnikov domov, ki so pripravljeni porabiti veliko denarja za vrhunske komponente, a so preveč previdni glede zaščite sistema. Pravzaprav dobro zasnovana rešitev SPD (prenapetostna zaščita) običajno predstavlja le 0,3 % do 0,5 % celotnih stroškov projekta, vendar lahko prepreči več kot 80 % električnih okvar.

Priporočljivo je, da vsi med fazo načrtovanja upoštevajo naslednje:

- Lokalni podatki o nevihtnih dneh (ki jih je mogoče enostavno pridobiti pri meteorološkem uradu)

- Poročila o kakovosti omrežja

- Standardi za toleranco prenapetosti, ki jih določajo proizvajalci opreme

Zaključek

Da bi fotovoltaični sistem stabilno deloval 25 let, potrebuje zanesljivo prenapetostno zaščito. To je kot delo na višini brez varnostnega pasu – morda vam uspe ostati varni prvih 99-krat, toda stotičkrat vas lahko drago stane.