Allikas: solarpowerworldonline
Alates sellest, kui 2017. aasta riiklikus elektriseadustikus mainiti maapealseid 1500 V vooluga süsteeme, on tootjad teinud kõvasti tööd 1500 V pingega päikesepaneelide, muundurite ja kõige selle vahel. Kõrgema pinge päikesevarustus võimaldab paigaldajatel süsteeme kondenseerida, saavutades samas sama väljundvõimsuse.
2017. aasta NEC-i jaotises 690.7 tehti esimest korda kindlaks, et maapinnal asuvate süsteemide maksimaalne pinge võib olla 1500 V. Suurte kommunaalmajanduslike süsteemide süsteemid olid erinevate standardinõuete tõttu juba sellele koodile eelnenud aastatel hakanud nihkuma 1500 volti, kuid värskendatud kood avab 1500-voldise võimaluse väiksematele kommunaalmahukatele projektidele ja kõrgepinge stringi inverteritele, mis sobivad sellele turule hästi.
„2017. aasta rahvusvaheline fotoelektrilise tehnoloogia tegevuskava (ITRPV)” tõi välja suundumuse süsteemi pinge suurenemiseks 1000 volti kuni 1500 volti. Uuringus leiti, et alates 2020. aastast on 1500 V turg suurem kui 30% ja see pinge saavutab 2025. aastast alates üle 50% turuosa.
Mis on 1500 volti päikesesüsteem
500 volti tõus võimaldab töövõtjatel kondenseerida süsteeme, kuna iga muundur suudab töödelda rohkem energiat. Pikemate keelte saamiseks saab järjestikku ühendada rohkem paneele. Vaja on vähem juhtmeid. Vaja on vähem invertereid, kuna nad suudavad rohkem jõudu vastu võtta. Kuid 1500 V süsteem võib töötada ainult siis, kui kõigi komponentide võimsus on 1500 V.
Enamik päikesepaneelide tootjaid on hakanud oma kommunaalmahukates projektides kasutatavaid paneele ajakohastama 1500 V-ni. JinkoSolar äriarendusdirektor Jeff Juger selgitas, et päikesepaneelide paigaldajad vajavad kavandatud võimsusega 1500-ni jõudmiseks sama palju kogupaneele. -V süsteem, ainult vähem paneelide stringe. Näiteks kui mooduli pinge avatud vooluringis (Voc) on 45 VDC, siis võimaldab 1000 V süsteem 22 moodulit (1000/45) nööris, samas kui 1500 V süsteem võimaldab 33 moodulit (1500/45) ühes nöör.
1500 V moodulite maksumus on põhimõtteliselt sama, mis madalama pinge paneelidega, ehkki tootmisel kasutatakse pisut erinevaid materjale. Juger ütles, et nende ümberehitatud paneelide ainus probleem on potentsiaalse indutseeritud lagunemise (PID) suurenenud võimalus.
"Kõrge pinge võib tekitada PID-i riski, kus ioonid rändavad elementidest mooduli raami, põhjustades voolulekke," ütles Juger. "Jinko pakkus esimesena raamitud PID-vaba moodulit ja tal pole 1500 V-moodulites PID-iga probleeme olnud."
Praegused ajamid maksavad
Kõrgema pinge süsteemid on odavamad, kuna vaja on vähem materjale, alates suurtest asjadest, nagu inverterid, kuni väikeste asjadeni, nagu juhtmed ja lahtiühendamised. Seda seetõttu, et vool, mis on pöördvõrdeline pingega, pingete tõusmisel väheneb. Juhtide suurused võivad väheneda, kuna voolu on vähem, ja juhtme suurusega vähenevad kulud.
"Siinkohal on meil kõnekäänd praeguste kõvakettad," ütles Yaskawa - Solectria Solari tootejuht Eric Every. "Mida kõrgem on teie pinge, seda vähem peate ostma toorainet."
Iga nimetatud tõus 1000 V kuni 1500 V süsteemile tähendab lihtsalt traadi isolatsiooni pisut suuremaks muutmist, samal ajal kui pinge ja voolu langus nõuab juhtmetes rohkem tegelikku vaskmaterjali. Suurema hulga vase kasutamine on mitme megavatise võimsusega projektide puhul kallis, seetõttu on suuremahuliste päikeseenergia arendajate ja paigaldajate jaoks teretulnud vähem vase kasutamine 1500 V-ga süsteemides.
Suured süsteemid, suured kasumid
1500 V kulude kokkuhoid on suurim, kui seda kasutatakse laialdaselt. Seetõttu on 1500 V kesksest muundurist saanud Ameerika Ühendriikides domineeriv ja põhimõtteliselt ainulaadne valik uute suurte kommunaalmahutite jaoks, samas kui 1500 V pingega inverterid on just sisenemas turule väiksemate kommunaalprojektide teenindamiseks.
"Selle 1500-voldise nihke korral saate võimsamaid muundureid," ütles Carlos Lezana, nii turundus- kui ka kommunikatsioonivõrku Ingeteamile, mis toodab nii nööriga kui ka keskmuundurit. "Kui arendate välja [100-megavatise] võimsusega 1500 V keskse muunduriga elektrijaama, vajate vähem ühikuid [ja] vähem muundureid kui siis, kui teete seda 1000 V muunduritega."
Vähem keskmuundurit tähendab vähem töömahtu ja vähem liitkarpide karpe, mis on vajalikud juhtmete ühendamiseks nendes kõrgepingeseadmetes. Vähem invertereid tähendab ka vähem tehnikuid, kes vajavad pärast kasutuselevõttu probleeme.
"Kui teil on vähem invertereid, siis vähenevad kõik need kulud, need tööjõukulud," ütles Lezana.
Ehkki 1500-voldisele liikumisele on palju eeliseid, on ka varjukülgi. Suurem pinge, mis läbib vähem keskseid muundureid, tähendab suuremat energiakadu muunduri rikke korral.
"Ilmselt siis, kui teil on vähem invertereid, on see sellepärast, et igaüks neist haldab rohkem jõudu, nii et kui üks väheneb, siis kaotate rohkem energiat," sõnas Lezana. “Kõigil PV-muundurite tootjatel on rikete määr. Peate veenduma, et teie tarnijad või toimingute ja hoolduse eest vastutav ettevõte reageerib sellele väga kiiresti, sest soovite, et teie elektrijaam töötaks kogu aeg täisvõimsusel, kuna paljud tundi kui võimalik. ”
Sisestage 1500 V stringi muundurid
1500 V stringi inverterid sisenesid kommunaalteenuste turule umbes aasta tagasi, kuid on mõistlikumad väiksemate ühiskondlike päikeseenergia projektide jaoks.
Näiteks 20-MW võimsusega elektrijaama puhul võiksid EPC-d kasutada viit või kuut 1500 V keskmuundurit või sadu 1500 V pingega inverterit. Valik langeb üldkulude ja kasutatavuse osas, kuid on ilmne, et suured kommunaalmahuprojektid võivad siiski jääda kesksete muundurite külge.
"Kui te teete 100 MW võimsust, pole ma kindel, et stringi inverterite kasutamine on mõttekas," ütles Iga. "Pakkume sellele projektile pakkumist, kuid tõenäoliselt valib klient keskused, kuna neil on seda detailsust."
Keel-inverterite kasutatavus teeb üldiselt 1500 V-st stringi muundurid atraktiivseks võimaluseks väiksemate kasulike süsteemide jaoks.
Kui üks ebaõnnestub, mõjutab see ainult ühte stringi ja seda saab hõlpsalt uue viivitamatult uue vastu vahetada. Keskmuundurid on ikka veel odavamad kui nöörid sentides vattides suurtes kommunaalmahukates projektides, kuid nöörid võivad lihtsama hooldatavuse korral võita, eriti kui kõrgem pinge tõstab panuseid.
“Nööri peal taastatakse palju kiiremini. Teil on vaja lihtsalt asendada varuosad, mis võivad kohapeal olemas olla. Asenduse saab teha poole tunniga, nii et see on kiire taastumine, ”ütles CPS America peadirektor Ed Heacox.
Selle asjaolu tõttu otsustas Solectria läheneda 1500 V turule ainult nöörigainverteritega. Ettevõte peab oma 1000 V keskmuundurit nüüd pärandtooteks - ei soovita seda uute kujunduste jaoks.
„Kui otsustasime toota 1500 V toote, ütlesime:„ Kuule, kui me läheme keskmuunduri juurde, on meil selle O&M teemaga tõesti väga raske hakkama saada. Kõigile meie klientidele meeldib selle keelmuunduri kasutatavus, teeme seda lihtsalt, '' ütles igaüks.
Wood Mackenzie Power & Renewables '' Globaalne PV Inverter ja MLPE Landscape: H1 2018 '' leidsid kolmefaasiliste nööriga inverteride saadetised kasvasid aastaga 59% ja ületasid aastatel 2015-2017 keskmist inverterisaadetisi ligi 7 GW. See leidis, et 2018 oli stringi muundurite suurenenud kasutuselevõtu algus Ameerika Ühendriikides uute 1500 V voolumuundurite mudelite tõttu.
„Me leiame, et suurem osa meie klientide teostatavatest projektidest rakendab neid stringi-inverterite topoloogiaga, mitte keskmuunduritega. Ja tundub, et see protsent tõuseb igal aastal, ”ütles Iga.
Solectria on traditsiooniliselt keskendunud C&I projektidele võimsusega 100 kW kuni 20 MW, enamus neist on 1- kuni 5-megavatised kaubanduslikud katusekatted või väikesed maapealsed projektid. Selle uus 1500 V stringi inverter, mis alustab tarnimist 2018. aasta detsembris, on suunatud C & I “I” osale - tööstuslikele, jaotusvõrkudega ühendatud kogukonna päikeseelementidele, ettevõtete hanke tüüpi projektidele.
"Kui võrrelda 1500 V ja 1000 V vahelduvvoolu muundurit, on kulude kokkuhoid 1500 V korral reaalne," ütles Iga. Madalamad ehituskulud, mis tulenevad vähem tööjõust põllul, vähem katkestusi ja vähem traati, võivad paigaldajad võita rohkem pakkumisi.
"Te saate oma moodulites parema vatihinna, parema vati hinna, kui vaatate süsteemi torusid ja juhtmeid," ütles Iga.
Oht: kõrgepinge
Suurenenud pinge tähendab töötajatele suuremat ohutust, kui midagi läheb valesti. Kuid Heacox usub tööstuse koodidesse ja standarditesse.
"Standardid ja määrused kajastavad kõrgemat pinget, nii et teoreetiliselt ei tohiks sellega seotud suuremaid ohutusriske olla," ütles Heacox. „Tegelikult usaldan seda. Inimesed teavad, et rohkem energiat on riskantsem. ”
John Drummond, CPS America'i rakenduste insener, lisab, et paigaldajad peavad kindlasti kasutama 1500 V väärtusega seadmeid, alates traadi isolatsioonist kuni voltmeetriteni ja kõikjal nende vahel. Paigaldajad peavad ka meeles pidama, et 1500-V projektide korral on tööruumi vahed erinevad.
„Tüüpilised tööruumide vahemikud 600 ja 1000 volti ei kehti 1500 volti korral. Peate kasutama kõrgemaid tarasid, hoidma asju üksteisest kaugemal, lisama lisavalgustust ja muud sellist, ”rääkis Iga.
Ehkki Drummond ja Heacox usuvad, et 1500 V tehnoloogia on ohutu, on see siiski maapinnaga seotud. Drummond ütles, et näeb ette tulevikku, kus 1500 V süsteemid võivad tõusta ka katustele, kuid see nõuab tööstuse aktsepteerimist.
"Tõesti varakult ... seda tüüpi rakendused olid" tara taga "ja ma arvan, et just siis, kui me nihkusime 600-lt 1000-le voldile, on kõigi rakenduste puhul sama kõhedus 1500-le volti nihkumine," ütles Drummond.
Igaüks ei näe, et ohutusprobleemide tõttu lubatakse elamute katustele kunagi 1500 volti, kuid tema sõnul võiks 1500-V kaubanduslik katusealune päikeseenergia olla tulevikus võimalus. Pikad 1500-voldised stringid oleksid katusealuse massiivi konfiguratsioonide kavandamisel siiski piiravad. 26–28 paneeli sirgjooneline paigaldamine ei ole alati lihtne.
“1000 V-ga [katusesüsteemides]… saate oma katuste paigutamisel pisut rohkem paindlikkust, kuna teie nöörid on lühemad. Teil on vaja veel paar traati joosta, kuid vähemalt saate katuse natuke paremini kokku pakkida, ”rääkis Iga.
Kõrgepinge päikesesüsteemid toovad päikeseenergia paigaldajatele paindlikkust ja kulude kokkuhoidu ning võimaluste laiendamine jätkub, kui turule jõuavad uuenduslikumad 1500 V päikeseseadmed.
