Izvor: solarpowerworldonline
Otkako su u Nacionalnom električnom kodeksu 2017. spomenuti prizemni sustavi od 1.500 V, proizvođači naporno rade na solarnim pločama, pretvaračima s 1.5 V-om i svemu što je između. Solarna oprema visokog napona omogućava instalaterima da kondenziraju sisteme, istovremeno postižući istu snagu.
U odjeljku 690.7 u NEC-u 2017. godine prvi je put uspostavljeno da sustavi za ugradnju u zemlju mogu imati maksimalni napon od 1.500 V. Veliki se sustavi korisnih razmjera već u doba prije ovog koda kreću na 1.500 V zbog različitih standardnih zahtjeva, ali ažurirani kôd otvara mogućnost od 1.500 V za manje komunalne projekte i visokonaponske pretvarače struje koji dobro odgovaraju tom tržištu.
„Međunarodna mapa puta za fotonaponske proizvode (2017) za međunarodnu tehnologiju (ITRPV)“ naglasila je trend povećanja napona u sistemu sa 1.000 volti na 1.500 volti. Studija je utvrdila da će od 2020. godine tržište 1.500 V biti veće od 30%, a taj će napon početkom 2025. dostići tržišni udio veći od 50%.
Šta je solarni sistem od 1500 volti
Povećanje od 500 volti omogućava izvođačima da kondenziraju sisteme, jer svaki pretvarač može obraditi više energije. Više ploča može se spojiti u seriji kako bi se napravili duži žice. Potrebno je manje žica. Manje pretvarača je potrebno jer mogu prihvatiti više snage. Ali 1.500 V sustav može raditi samo ako su sve komponente ocijenjene na 1.500 V.
Većina proizvođača solarnih panela započela je ažuriranje svojih panela koji se koriste u komunalnim projektima na 1.500 V. Jeff Juger, direktor poslovnog razvoja tvrtke JinkoSolar, objasnio je da će solarnim instalaterima trebati isti broj ukupnih panela kako bi dostigli planiranu snagu u 1.500 -V sistem, samo manje žice panela. Na primjer, ako napon modula u otvorenom krugu (Voc) iznosi 45 VDC, tada sustav od 1000 V omogućava 22 modula (1,000 / 45) u nizu dok 1.500 V sustav dopušta 33 modula (1,500 / 45) u string.
Trošak od 1500 V modula u osnovi je isti kao paneli nižeg napona, mada se u proizvodnji koriste malo drugačiji materijali. Juger je rekao da je jedini problem ovih nadograđenih panela povećana mogućnost potencijalne inducirane degradacije ili PID-a.
"Visoki napon može stvoriti rizik od PID-a, gde ioni migriraju iz ćelija na okvir modula, što rezultira trenutnim curenjem", rekao je Juger. „Jinko je bio prvi koji je ponudio uokvireni modul bez PID-a i nije imao problema sa PID-om u svojim 1500-V modulima.“
Trenutni troškovi pogona
Sustavi visokog napona jeftiniji su jer je potrebno manje materijala, od velikih stvari poput pretvarača do sitnica poput žica i rastavljača. To je zato što će se struja, koja je obrnuto proporcionalna naponu, smanjivati kako naponi rastu. Veličine provodnika mogu se smanjiti jer je struja manja, a troškovi opadaju s veličinom vodiča.
"Izjava koju imamo ovdje je trenutni trošak pogona", rekao je Eric Every, menadžer proizvoda u Yaskawa - Solectria Solar. "Što veći napon napravite, to je manje stvarnog robnog materijala koji trebate da kupite."
Svako rečeno, uspon od 1000-V do 1500-V samo znači da je izolacija žice malo veća, a pad napona i struje zahtijeva više stvarnog bakrenog materijala unutar žica. Upotreba više bakra skupa je u slučaju projekata s više megavata, tako da je upotreba manje bakra sa 1500-V sistemima dobrodošla opcija za krupne solarne programere i instalatere.
Veliki sistemi, veliki dobici
Ušteda troškova od 1500 V je najveća ako se koristi u velikom obimu. Zato su središnji pretvarači od 1500 V postali dominantni i, u osnovi, ekskluzivni, izbor za nove velike komunalne instalacije u Sjedinjenim Državama, dok 1.5-V pretvarači struje tek dolaze na tržište za posluživanje manjih komunalnih projekata.
"Sa ovom promjenom na 1.500 volti, dobivate moćnije pretvarače," rekao je Carlos Lezana, marketing i komunikacija za solarnu energiju za Ingeteam, koji proizvodi i strojne i centralne pretvarače. "Ako razvijete [100 MW] elektrane sa 1.5V-inverterom, trebat će vam manje jedinica [i] manje pretvarača nego ako to činite sa pretvaračima od 1000 V."
Manje središnjih pretvarača znači manje radne snage i manje kombinatoričkih kutija potrebnih za konsolidaciju žica u tim visokonaponskim instalacijama. Manje pretvarača znači i manje tehničara koji su potrebni za otklanjanje problema nakon puštanja u rad.
"Kada imate manje pretvarača, svi oni troškovi, ti troškovi rada, smanjuju se", rekla je Lezana.
Iako prelazak na 1.500 volti donosi brojne prednosti, ima i nedostataka. Veći napon koji prolazi kroz manje središnjih pretvarača znači i veći gubitak energije ako pretvarač ne uspije.
"Očito ako imate manje pretvarača, to je zato što svaki od njih upravlja većom snagom, tako da ako jedan padne, tada gubite više snage", rekla je Lezana. „Svi proizvođači PV pretvarača imaju stopu kvarova. Morate biti sigurni da će vaši dobavljači ili kompanija koja je zadužena za operacije i održavanje biti vrlo brza u odgovoru, jer želite da vaša elektrana radi s punom snagom cijelo vrijeme. sati koliko je moguće. "
Unesite pretvarače struje od 1500 V
Inverteri za struju od 1500 V ušli su na tržište komunalnih tehnologija prije otprilike godinu dana, ali imaju više smisla za manje, solarne projekte u zajednici.
Na primjer, s elektranom od 20 MW, EPC-i bi mogli koristiti pet ili šest centralnih invertera 1.500 V ili stotine 1.5-V invertora. Izbor bi se svodio na ukupne troškove i uslužnost, ali jasno je da se veliki projekti komunalnih usluga i dalje mogu držati središnjih pretvarača.
"Ako radite 100 MW, nisam baš siguran da ima smisla koristiti pretvarače struna", rekao je Every. "Ponudit ćemo projekt na njemu, ali vjerovatno će kupac odabrati središnje centre jer će moći imati tu preciznost."
Pogodnost pretvarača struja općenito čini invertore od 1500 V privlačnom opcijom za manje korisne sisteme.
Ako jedan ne uspije, pogođen je samo jedan niz i lako se može zamijeniti novom jedinicom bez većeg odgađanja. Centralni pretvarači su i dalje jeftiniji od niza u smislu centi po vatu na velikim komunalnim projektima, ali žica se može izboriti za jednostavniju uslužnost, posebno kada viši napon povećava uloge.
„Oporavak je mnogo brži. Jednostavno zamijenite rezervne jedinice koje bi mogle biti na licu mjesta. Zamena se može obaviti za pola sata, tako da je to brz oporavak “, rekao je Ed Heacox, generalni direktor CPS America.
Zbog ove činjenice Solectria je odlučila pristupiti tržištu od 1.500 V sa samo strujnim pretvaračima. Kompanija sada svoj centralni pretvarač od 1000 V smatra naslijeđenim proizvodom - ne preporučujući ga za nove dizajne.
„Kada smo odlučili proizvesti proizvod od 1500 V, rekli smo:„ Hej, stvarno ćemo imati problema sa ovim izdanjem O&M ako idemo sa centralnim pretvaračem. Svi naši kupci jako vole uslužnost tog pretvarača struje, ajmo to i učiniti “, rekao je svaki.
Wood Mackenzie Power & Renewables „Global PV inverter i MLPE krajolik: H1 2018“ pronašli su da su isporuke trofaznih inverterskih invertera porasle 59% u odnosu na prošlu godinu i premašile isporuke središnjeg pretvarača za gotovo 7 GW od 2015. do 2017. Otkrilo je da je 2018. bio je početak povećanog prihvatanja pretvarača struja u Sjedinjenim Državama zbog novih modela pretvarača struje od 1500 V.
„Otkrivamo kako veći postotak projekata koje obavljaju naši kupci provode ih s topologijom invertera struje za razliku od središnjih pretvarača. A čini se da svake godine taj procenat raste “, rekao je svaki.
Solectria se tradicionalno fokusirala na C&I projekte između 100 kW i 20 MW, a većina njih je komercijalni krovovi od 1- do 5 MW ili mali projekti na tlu. Njegov novi pretvarač od 1500 V, koji će početi isporučivati u decembru 2018. godine, usmjerit će se na „I“ dio C&I - industrijske, distribucijske mreže, solarne, korporativne projekte nabave.
"Ako je to poređenje između 1.5-V i 1.000 V [invertora struje], ušteda troškova je stvarna za 1.500 V", rekao je Svaki. Niži troškovi izrade koji su rezultat manje radne snage na terenu, manje terminala i manje žice mogu pomoći instalaterima da dobiju više ponuda.
„Dobijate bolji trošak po vati u svojim modulima, dobijate bolji trošak po vati kada gledate cijev i žicu u sistemu“, rekao je Every.
Opasnost: visoki napon
Povećani napon znači povećane sigurnosne posljedice za radnike ako nešto pođe po zlu. Ali Heacox ima vjeru u industrijske kodekse i standarde.
"Standardi i propisi daju više napona, tako da teoretski ne bi trebalo biti povećanja sigurnosnih rizika povezanih s tim", rekao je Heacox. „Zaista vjerujem u to. Ljudi znaju da je više energije rizičnije. "
John Drummond, inženjer aplikacija CPS America, dodaje kako instalateri moraju biti sigurni da koriste opremu s ocjenom 1500 V, od izolacije žice do voltmetara i bilo gdje između njih. Instalateri također moraju imati na umu da su razmaci radnog prostora različiti za projekte od 1500 V.
„Tipični zastoji u radnom prostoru za 600 i 1.000 volti nisu primenljivi na 1.500 volti. Morate koristiti više ograde, držati stvari dalje na udaljenosti, dodavati dodatnu rasvjetu, takve stvari “, rekao je svaki.
Iako Drummond i Heacox vjeruju da je 1.500-V tehnologija sigurna, ona je i dalje vezana za zemlju. Drummond je rekao da predviđa budućnost u kojoj se na krovovima može podići i 1500-V sistem, ali to će zahtijevati prihvaćanje od strane industrije.
"Zaista rano ... ove vrste aplikacija su bile" iza ograde ", i mislim da je, kako smo prešli sa 600 na 1.000 volti, ista vrsta oklevanja da se prebaci na 1.500 volti za sve aplikacije", rekao je Drummond.
Svako ne vidi da 1.500 volti nikada nije dozvoljeno na krovovima sa stanovima zbog sigurnosnih problema, ali rekao je da bi komercijalni solarni krov od 1.5 V mogao biti buduća mogućnost. Međutim, dugi nizovi koji dolaze s 1.500 volti ograničili bi se prilikom dizajniranja konfiguracija krovne armije. Postavljanje 26 do 28 ploča u ravnu liniju nije uvijek jednostavno.
„U 1.000 V [krovnim sistemima]… dobijate malo više fleksibilnosti u načinu postavljanja krovova jer su vam žice kraće. Morate provesti još nekoliko žica, ali barem možete malo bolje spakirati krov “, rekao je svaki.
Visokonaponski solarni sustavi donose fleksibilnost i uštedu troškova instalaterima solarnih uređaja, a opcije će se nastaviti širiti nakon što na tržište uđe inovativnija solarna oprema od 1.500 V.