1.Falin hættur á bak við blómstrandi sólarorkuiðnaðinn

Á undanförnum árum hefur alþjóðlegur sólarorkumarkaður vaxið ótrúlega hratt, líkt og eldflaug. Ég man enn þegar ég sótti sólarorkusýninguna í Þýskalandi fyrir fimm árum, þá var afl almennra sólarorkueininga um 300W. Nú er ekki óalgengt að sjá tvíhliða einingar með 600W+. Hins vegar, í miðri þessari uppsetningaruppsveiflu, er oft gleymt mikilvægu máli - kerfisvernd.

Í fyrra tók fyrirtækið okkar að sér mál frá Tyrklandi: 5 MW jarðtengda rafstöð. Þremur mánuðum eftir að hún var tengd við raforkunetið brunnu fjórir inverterar út í röð. Við rannsókn á staðnum kom í ljós að eigandinn hafði sparað kostnað með því að sleppa yfirspennuvörninni á jafnstraumshliðinni. Lokatapið var allt að 200.000 Bandaríkjadalir, sem var nóg til að kaupa hundruð hágæða yfirspennubreyta. Slíkar lærdómar eru ekki óalgengir í greininni.

2.„Spennuröddingar“ sem sólarorkukerfi standa frammi fyrir

2.1Eldingarárás: hættulegasta ógnin

Ég hef rekist á verkefni í Hainan sem tengist geislunarorku fyrir fiskveiðar. Á svæðinu eru meira en 90 dagar með þrumuveðri á hverju ári. Rekstrarstjóri þeirra upplýsti mig um að áður en þeir settu upp SPD væru þeir alltaf á varðbergi á þrumuveðurstímabilinu á hverju ári. Alvarlegasta atvikið var að elding olli því að allir strengjaspennubreytarnir í öllu kerfinu „fóru í verkfall“ saman.

Athyglisvert er að margir halda að einungis bein elding sé hættuleg. Reyndar sýna mælingargögn okkar að eldingar innan þriggja kílómetra radíuss geta valdið spennu sem er nógu sterk til að skemma búnað. Eitt sinn var brasilískt verkefni þar sem eldingarnar voru á nágrannabæ, en það olli því að allar eftirlitseiningar sólarorkukerfisins biluðu.

2.2Sveiflur í neti: Ósýnilegi morðinginn

Þegar við tókum þátt í gangsetningu þakverkefnis í Víetnam í fyrra skráðum við ótrúleg gögn: Spennusveiflur í raforkukerfinu á hámarksnotkunartímum fóru oft yfir 15%. Þessi stöðuga spennuröskun er skaðlegri fyrir líftíma búnaðarins en skyndilegar spennubylgjur.

Vandamálið er straumbylgjan sem myndast af sólarorkukerfinu sjálfu. Munið að þegar ákveðin tegund af inverter var prófuð, var spennuhækkunin sem myndaðist við slökkvun í raun fjórum sinnum hærri en málspennan! Þessi tegund af „sjálfmyndaðri og sjálfnotaðri“ straumbylgju er eitthvað sem margir fasteignaeigendur taka einfaldlega ekki eftir.

3.Hvernig verndar SPD sólarorkukerfið?

3.1Fjölþætt vörn: Setjið á ykkur „skothelda vesti“ fyrir kerfið

Gott varnarkerfi ætti að vera eins og laukur með mörgum varnarlögum. Við mælum venjulega með að viðskiptavinir tileinki sérþriggja stigs verndaráætlun:

Fylkisstig:Setjið upp SPD af gerð 2 við sameiningarkassann til að verjast flestum eldingum.

Inverter stig: Notið sérstakan sólarorku-SPD á jafnstraumsinntakshliðinni. Gætið sérstaklega að vali á Uc-spennu.

Tengipunktur fyrir raforkukerfið:Setjið upp spennuvörn sem er aðlöguð að eiginleikum staðarnetsins á riðstraumshliðinni.

3.2Misskilningur í vali: Því hærri sem breytan er, því betra

Oft sést að viðskiptavinir sækjast blindandi eftir háum Imax gildum. Reyndar nægir 20kA útskriftargeta fyrir flest dreifð verkefni. Lykillinn liggur í:

- Spennujöfnunargeta (Uc ≥ 1,2 × Hámarks kerfisspenna)

- Leifspennustig (Þetta er mikilvægt þar sem það ákvarðar hvort hægt sé að vernda búnaðinn í raun)

- Vísir fyrir niðurbrot (Þetta er afar mikilvægt þar sem það getur komið í veg fyrir „uppvakninga SPD“)

Ástralskur viðskiptavinur krafðist þess að setja upp spennubreyti með 40kA mæligildi. Hins vegar, vegna þess að of lág Uc-spenna var valin, eldist spennubreytinn fyrir tímann þegar kerfið var undir litlu álagi.

3.3Látið ekki galla í vernd draga úr ávöxtun fjárfestinga

Ég hef orðið vitni að of mörgum vandlátum húseigendum sem eru tilbúnir að eyða miklum peningum í fyrsta flokks íhluti en eru of varkárir varðandi vernd kerfisins. Reyndar er vel hönnuð SPD (Surge Protective Device) lausn venjulega aðeins 0,3% til 0,5% af heildarkostnaði verkefnisins, en hún getur komið í veg fyrir yfir 80% rafmagnsbilana.

Mælt er með að allir taki eftirfarandi til greina á hönnunarstigi:

- Staðbundnar upplýsingar um þrumuveðursdaga (sem auðvelt er að nálgast frá veðurstofunni)

- Skýrslur um gæði netsins

- Staðlar fyrir þol gegn bylgjum sem framleiðendur búnaðar setja

Niðurstaða

Til þess að sólarorkukerfi geti starfað stöðugt í 25 ár þarf það áreiðanlega spennuvörn. Það er eins og að vinna í hæð án þess að vera í öryggisbelti – kannski tekst þér að vera öruggur í fyrstu 99 skiptin, en í 100. skiptið gæti það kostað þig dýrt.