Zdroj: solarpowerworldonline
Od té doby, co byly v národním elektrickém zákoně 2017 zmíněny zemní systémy 1 500 V, výrobci tvrdě pracují na solárních panelech, střídačích a střídačích s hodnocením 1 500 V a mezi nimi. Solární zařízení s vysokým napětím umožňuje technikům kondenzovat systémy při dosažení stejného výkonu.
Oddíl 690.7 v NEC 2017 poprvé stanovil, že systémy pro pozemní montáž mohou mít maximální napětí 1 500 V. Velké systémy užitkové stupnice již začaly s převáděním na 1 500 V v letech před tímto kódem kvůli rozdílným standardním požadavkům, aktualizovaný kód však otevírá možnost 1 500 voltů pro menší projekty v průmyslovém měřítku a pro vysokonapěťové strunové střídače, které dobře vyhovují tomuto trhu.
„Mezinárodní technologická mapa pro rok 2017 pro fotovoltaiku (ITRPV)“ zdůraznila trend zvyšování napětí v systému z 1 000 voltů na 1 500 voltů. Studie zjistila, že od roku 2020 bude trh s 1500 V vyšší než 30% a že napětí dosáhne tržního podílu vyššího než 50% počínaje rokem 2025.
Co je 1 500 V solární systém
Zvýšení o 500 voltů umožňuje dodavatelům kondenzovat systémy, protože každý střídač dokáže zpracovat více energie. Více panelů lze spojit do série, aby se vytvořily delší řetězce. Je potřeba méně vodičů. Je potřeba méně střídačů, protože mohou přijímat více energie. Systém 1 500 V však může fungovat, pouze pokud jsou všechny komponenty dimenzovány na výkon 1 500 V.
Většina výrobců solárních panelů začala aktualizovat své panely používané v projektech užitkového měřítka na 1 500 V. Jeff Juger, ředitel obchodního rozvoje JinkoSolar, vysvětlil, že solární instalační firmy budou stále potřebovat stejný počet celkových panelů, aby dosáhly zamýšleného příkonu za 1 500 -V systém, jen méně řetězců panelů. Například, pokud je napětí modulu při otevřeném obvodu (Voc) 45 VDC, pak systém 1 000 V umožňuje 22 modulů (1 000/45) v řetězci, zatímco systém 1 500 V umožňuje 33 modulů (1 500/45) v tětiva.
Náklady na 1 500 V moduly jsou v podstatě stejné jako u panelů s nízkým napětím, i když se při výrobě používají trochu odlišné materiály. Juger uvedl, že jediným problémem těchto upgradovaných panelů je zvýšená příležitost pro potenciálně indukovanou degradaci nebo PID.
"Vysoké napětí může vytvářet riziko PID, kde ionty migrují z buněk do rámečku modulu, což vede k úniku proudu," řekl Juger. "Jinko byl první, kdo nabídl zarámovaný modul bez PID a neměl problémy s PID ve svých 1500 V modulech."
Aktuální cena pohonů
Systémy vysokého napětí jsou levnější, protože je potřeba méně materiálu, od velkých věcí, jako jsou střídače, až po malé věci, jako jsou dráty a odpojovače. Je to proto, že proud, který je nepřímo úměrný napětí, klesá s rostoucím napětím. Velikost vodičů se může snížit, protože proud je menší a náklady klesají s velikostí vodičů.
"Říká se, že tu máme aktuální cenu pohonů," řekl Eric Every, produktový manažer společnosti Yaskawa - Solectria Solar. "Čím vyšší je vaše napětí, tím méně skutečných komodit, které musíte koupit."
Každé zmíněné stoupání ze systému 1 000 V na 1 500 V znamená pouze zvýšit izolaci drátu o něco větší, zatímco pokles napětí a proudu vyžaduje více skutečného měděného materiálu uvnitř vodičů. Použití více mědi je drahé v případě projektů s více megawatty, takže použití méně mědi v systémech 1 500 V je vítanou volbou pro velké solární vývojáře a instalátory.
Velké systémy, velké zisky
Úspory nákladů na 1 500 V jsou největší při nasazení ve velkém měřítku. To je důvod, proč se centrální střídače 1 500 V staly dominantní a v podstatě exkluzivní volbou pro nové velké instalace ve Spojených státech, zatímco střídače 1 500 V se právě vstupují na trh, aby sloužily menším projektům.
"S tímto posunem na 1 500 voltů získáte výkonnější střídače," řekl Carlos Lezana, marketing a komunikace pro solární energii pro společnost Ingeteam, která vyrábí strunné i centrální střídače. "Pokud vyvíjíte elektrárnu o výkonu 100 MW s centrálním invertorem 1 500 V, budete potřebovat méně jednotek [a] méně střídačů, než kdybyste to udělali s 1 000 V střídači."
Méně centrálních střídačů znamená méně práce a méně kombinátorů potřebných k upevnění vodičů v těchto instalacích vysokého napětí. Méně střídačů také znamená méně techniků potřebných k vyřešení problémů po uvedení do provozu.
"Pokud máte méně střídačů, pak jsou všechny tyto náklady, tyto náklady na práci, sníženy," řekla Lezana.
Ačkoli přechod na 1 500 V přichází s mnoha výhodami, existují i jeho nevýhody. Více napětí procházející menším počtem centrálních střídačů znamená větší ztráty energie, pokud dojde k selhání střídače.
"Je zřejmé, že pokud máte méně střídačů, je to proto, že každý z nich spravuje více energie, takže pokud jeden spadne, ztratíte více energie," řekla Lezana. „Všichni výrobci FV střídačů mají poruchovost. Musíte se ujistit, že vaši dodavatelé nebo společnost pověřená provozem a údržbou budou v reakci velmi rychlí, protože chcete, aby vaše elektrárna byla neustále v provozu na plný výkon, tolik hodin, jak je to možné. “
Zadejte 1 500 V řetězcové střídače
Přibližně 1 500 V strunové střídače vstoupily na trh v měřítku užitkových rozměrů přibližně před rokem, ale dávají větší smysl pro menší komunitní solární projekty.
Například s elektrárnou 20 MW mohou EPC používat pět nebo šest 1 500 V centrálních střídačů nebo stovky 1 500 V řetězcových střídačů. Volba by snížila celkovou cenu a použitelnost, ale je zřejmé, že velké projekty v měřítku užitkových aplikací by se stále mohly držet centrálních střídačů.
"Pokud děláte 100 MW, nejsem si úplně jistý, že má smysl používat řetězcové střídače," řekl Every. "Nabídneme na to projekt, ale pravděpodobně si zákazník vybere střediska, protože budou mít možnost tuto granularitu."
Použitelnost strunových střídačů obecně činí 1 500 V strunové střídače atraktivní volbou pro systémy menšího rozsahu.
Pokud jeden selže, ovlivní se pouze jeden řetězec a lze jej snadno a rychle vyměnit za novou jednotku. Centrální střídače jsou stále levnější než řetězec na centy na watt ve velkých projektech ve veřejném měřítku, ale řetězec může vyhrát kvůli jednodušší údržbě, zejména když vyšší napětí zvyšuje sázky.
„Obnovení je na řetězci mnohem rychlejší. Stačí provést jednoduchou výměnu za náhradní jednotky, které mohou být na místě. Výměna může být provedena za půl hodiny, takže je to rychlé zotavení, “řekl Ed Heacox, generální ředitel CPS America.
Společnost Solectria se kvůli této skutečnosti rozhodla přejít na trh 1 500 V s pouze strunovými střídači. Společnost nyní považuje svůj 1 000 V centrální střídač za starší produkt - nedoporučuje jej pro nové designy.
"Když jsme se rozhodli vyrábět produkt 1 500 V, řekli jsme:" Hej, budeme mít opravdu problém s tímto problémem O&M, pokud půjdeme s centrálním střídačem. " Všem našim zákazníkům se opravdu líbí servisovatelnost tohoto strunového střídače, udělejme to, “řekl každý.
Společnost Wood Mackenzie Power & Renewables „Global PV Inverter and MLPE Landscape: H1 2018“ zjistila, že třífázové strunové invertorové dodávky meziročně vzrostly o 59% a od roku 2015 do roku 2017 překročily centrální invertorové dodávky o téměř 7 GW. Zjistilo se, že 2018 byl začátkem zvýšeného přijetí strunových střídačů ve Spojených státech kvůli novým modelům strunových střídačů 1 500 V.
„Zjišťujeme, že větší procento projektů, které naši zákazníci dělají, je implementuje topologií strunového invertoru na rozdíl od centrálních střídačů. A každý rok se zdá, že toto procento stoupá, “řekl každý.
Společnost Solectria se tradičně zaměřuje na projekty v oblasti C&I mezi 100 kW a 20 MW, přičemž většina z nich jsou komerční střechy 1-5 až 5 MW nebo malé pozemní projekty. Nový strunový střídač 1 500 V, který bude zahájen dodávkou v prosinci 2018, se zaměří na část „I“ C & I - průmyslové, komunitní solární, společné projekty typu veřejné zakázky.
"Pokud se jedná o srovnání mezi 1 500 V a 1 000 V (stringové měniče), úspory nákladů jsou skutečné pro 1 500 V," řekl Every. Nižší náklady na sestavení, které jsou důsledkem menší práce v terénu, menšího počtu ukončení a menšího počtu vodičů, mohou instalačním technikům pomoci získat více nabídek.
"Ve svých modulech získáte lepší cenu za watt, získáte lepší cenu za watt, když se podíváte na potrubí a vodiče v systému," řekl Every.
Nebezpečí: Vysoké napětí
Zvýšené napětí znamená zvýšené bezpečnostní důsledky pro pracovníky, pokud se něco pokazí. Ale Heacox má víru v průmyslové kódy a standardy.
"Normy a předpisy odpovídají za vyšší napětí, takže by teoreticky nemělo být spojeno se zvýšenými bezpečnostními riziky," řekl Heacox. "Vlastně tomu věřím." Lidé vědí, že více energie je riskantnější. “
John Drummond, aplikační inženýr CPS America, dodává, že instalační pracovníci musí mít jistotu, že budou používat zařízení s hodnocením 1 500 V, od izolace vodičů po voltmetry a všude mezi nimi. Instalatéři musí také pamatovat na to, že vůle pracovního prostoru se liší pro 1500 V projekty.
„Typické vůle pracovního prostoru pro 600 a 1 000 voltů se nevztahují na 1 500 voltů. Musíte použít vyšší ploty, udržovat věci rozmístěné dále od sebe, přidávat další osvětlení, podobné věci, “řekl každý.
Přestože Drummond a Heacox věří, že technologie 1 500 V je bezpečná, stále je vázána na zem. Drummond uvedl, že předpovídá budoucnost, kdy na střechách mohou stoupat i systémy 1 500 V, ale vyžadovalo by to přijetí průmyslu.
"Opravdu brzy na ... tyto typy aplikací byly" za plotem "a myslím si, že právě když jsme posunuli z 600 na 1 000 voltů, je stejný druh váhání přejít na 1 500 voltů pro všechny aplikace," řekl Drummond.
Každý z nich nevidí povoleno 1 500 voltů na obytných střechách kvůli bezpečnostním obavám, ale řekl, že komerční střešní solární elektrárna by mohla být budoucí možností. Dlouhé řetězce, které přicházejí s 1 500 V, by však byly při navrhování konfigurací střešního pole omezující. Vložení 26 až 28 panelů do přímky není vždy snadné.
„V systémech 1 000 V [střechové systémy]… získáte trochu větší flexibilitu při rozložení střech, protože vaše řetězce jsou kratší. Musíš vést ještě pár drátů, ale alespoň můžeš střechu zabalit trochu lépe, “řekl každý.
Vysokonapěťové solární systémy přinášejí flexibilitu a úspory nákladů solárním montérům a možnosti se budou i nadále rozšiřovat, protože na trh vstoupí inovativnější solární zařízení s kapacitou 1 500 V.
