1.Hızla büyüyen fotovoltaik sektörünün ardındaki gizli tehlikeler

Son yıllarda küresel fotovoltaik pazarı, adeta bir roket gibi, şaşırtıcı bir hızla büyüyor. Beş yıl önce Almanya'daki güneş enerjisi fuarına katıldığımda, ana akım modül gücünün yaklaşık 300W olduğunu hatırlıyorum. Şimdi ise 600W ve üzeri çift taraflı modüller görmek yaygın hale geldi. Ancak bu kurulum patlamasının ortasında, çok önemli bir konu sıklıkla göz ardı ediliyor: sistem koruması.

Geçen yıl şirketimiz Türkiye'den bir vakayla ilgilendi: 5 MW'lık yer üstü bir enerji santrali. Şebekeye bağlandıktan üç ay sonra, dört invertör art arda yandı. Yerinde yapılan incelemede, sahibinin DC tarafında aşırı gerilim koruma cihazlarını ihmal ederek maliyetten tasarruf ettiği tespit edildi. Nihai zarar 200.000 ABD dolarını aşmıştı ki bu da yüzlerce yüksek kaliteli aşırı gerilim koruma cihazı satın almaya yetecek bir miktardı. Bu tür dersler sektörde nadir değildir.

2.Fotovoltaik sistemlerin karşılaştığı "voltaj katilleri"

2.1Yıldırım çarpması: en tehlikeli tehdit

Hainan'da bir balıkçılık-radyasyon enerjisi tamamlayıcı projesine rastladım. Bölgede her yıl 90 günden fazla fırtınalı gün yaşanıyor. Operasyon sorumlusu bana, aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) kurulmadan önce her yıl fırtına mevsiminde sürekli teyakkuzda olduklarını söyledi. En ciddi olay ise, yıldırım çarpması sonucu tüm dizideki string tipi invertörlerin toplu olarak "devre dışı kalması"ydı.

İlginçtir ki, birçok insan sadece doğrudan yıldırım çarpmalarının tehlikeli olduğunu düşünüyor. Aslında, tespit verilerimiz, 3 kilometrelik bir yarıçap içindeki yıldırım çarpmalarının, ekipmana zarar verebilecek kadar güçlü bir indüklenmiş gerilim oluşturabileceğini gösteriyor. Bir zamanlar Brezilya'da yıldırım çarpma noktasının komşu çiftlikte olduğu bir proje vardı ve bu durum fotovoltaik sistemin tüm izleme modüllerinin arızalanmasına neden oldu.

2.2Şebeke Dalgalanması: Görünmez Katil

Geçtiğimiz yıl Vietnam'da bir çatı üstü güneş enerjisi projesinin devreye alınmasında yer aldığımızda, şaşırtıcı veriler kaydettik: Elektrik tüketiminin en yüksek olduğu dönemlerde yerel elektrik şebekesinin voltaj dalgalanması genellikle %15'i aşıyordu. Bu sürekli voltaj bozulması, anlık voltaj yükselmelerinden daha çok ekipman ömrüne zarar veriyor.

Daha da sorunlu olan konu, fotovoltaik sistemin kendisi tarafından üretilen ani akım artışıdır. Hatırlayın, bir keresinde belirli bir marka invertörü test ederken, kapanma sırasında ürettiği voltaj artışı, nominal voltajın dört katıydı! Bu tür "kendiliğinden üretilen ve tüketilen" ani akım artışı, birçok mülk sahibinin fark edemediği bir şeydir.

3.SPD, fotovoltaik sistemi nasıl korur?

3.1Çok katmanlı koruma: Sistem için "kurşun geçirmez yelek" giyin.

İyi bir koruma sistemi, çok katmanlı savunma sistemine sahip bir soğan gibi olmalıdır. Genellikle müşterilerimize şu yaklaşımı benimsemelerini öneririz:üç seviyeli koruma stratejisi:

Dizi düzeyi:Yıldırımın yol açabileceği çoğu hasara karşı koruma sağlamak için, birleştirme kutusuna Tip 2 aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) takın.

İnverter seviyesi: DC giriş tarafında özel fotovoltaik SPD kullanın. Uc voltajının seçimine özellikle dikkat edin.

Izgara bağlantı noktası:AC tarafına yerel şebeke özelliklerine uygun bir aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) takın.

3.2Seçim Yanlış Anlaşılması: Parametre ne kadar yüksekse o kadar iyidir.

Müşterilerin yüksek Imax değerlerinin peşinden körü körüne koştuğu sıklıkla gözlemlenmektedir. Aslında, çoğu dağıtılmış proje için 20kA deşarj kapasitesi yeterlidir. Buradaki kilit nokta şudur:

- Gerilim eşleştirme kapasitesi (Uc ≥ 1,2 × Maksimum sistem gerilimi)

- Artık gerilim seviyesi (Bu, ekipmanın gerçekten korunup korunamayacağını belirlediği için çok önemlidir)

- Bozulma göstergesi fonksiyonu (Bu, "zombi SPD"yi önleyebileceği için son derece önemlidir)

Avustralyalı bir müşteri, 40kA değerinde bir aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) takılmasında ısrar etti. Ancak, çok düşük bir Uc voltajı seçimi nedeniyle, sistem düşük yük altında çalışırken SPD erken eskidi.

3.3Koruma eksikliklerinin yatırım getirilerini düşürmesine izin vermeyin.

Çok sayıda titiz ev sahibinin en kaliteli bileşenlere çok para harcamaya istekli olduğunu ancak sistem koruması konusunda aşırı temkinli davrandığını gördüm. Aslında, iyi tasarlanmış bir aşırı gerilim koruma cihazı (SPD) çözümü genellikle toplam proje maliyetinin yalnızca %0,3 ila %0,5'ini oluşturur, ancak elektrik arızalarının %80'inden fazlasını önleyebilir.

Tasarım aşamasında herkesin aşağıdaki hususları dikkate alması önerilir:

- Gök gürültülü fırtına günlerine ilişkin yerel veriler (bu veriler meteoroloji bürosundan kolayca temin edilebilir)

- Şebeke kalitesi raporları

- Ekipman üreticileri tarafından belirlenen ani yük artışı tolerans standartları

Çözüm

Bir fotovoltaik sistemin 25 yıl boyunca istikrarlı bir şekilde çalışabilmesi için güvenilir aşırı gerilim korumasına ihtiyacı vardır. Bu, emniyet kemeri takmadan yüksekte çalışmaya benzer; belki ilk 99 seferde güvende kalırsınız, ancak 100. seferde size çok pahalıya mal olabilir.