Consideracions clau per a la selecció de transformadors elevadors en sistemes fotovoltaics connectats a xarxa

En els sistemes de generació d'energia fotovoltaica (FV) connectats a la xarxa, el transformador elevador és un component crític. Optimitzar la selecció del transformador per minimitzar les pèrdues inherents i millorar l'eficiència és essencial per millorar el rendiment general del sistema. Aquest article detalla consideracions clau per a una correcta selecció del transformador elevador en sistemes FV.

• Selecció de la Capacitat del Transformador
  La capacitat requerida del transformador es calcula com: Potència Aparent = Potència Activa / Factor de Potència. Els requisits del factor de potència varien segons la regió—típicament 0,85 per a càrregues de construcció i indústries petites, i 0,9 per a grans càrregues industrials. Per exemple, una càrrega de 550 kW amb un factor de potència de 0,85 requereix 550 / 0,85 = 647 kVA, així que un transformador de 630 kVA és adequat. La càrrega total no hauria de superar el 80% de la capacitat nominal del transformador.

• Selecció de la Tensió del Transformador
  La tensió de la bobina primària hauria de coincidir amb la tensió de línia de la font, mentre que la tensió secundària ha de estar alineada amb l'equipament connectat. Per a la distribució de baixa tensió trifàsica quatre fils, s'han de seleccionar nivells de tensió apropiats (per exemple, 10 kV, 35 kV o 110 kV) basant-se en els requisits del costat primari.

• Selecció de la Fase del Transformador
  Es tria entre configuracions monofàsiques i trifàsiques segons els requisits de la font d'energia i de la càrrega.

• Selecció del Grup de Connexió de les Bobines del Transformador
  Les bobines trifàsiques es poden connectar en configuracions estrella (Y), triangle (D) o zigzag (Z). La connexió preferida globalment per als transformadors de distribució és Dyn11, que ofereix diverses avantatges sobre Yyn0:

• Supressió d'Armoniques: La connexió en triangle (D) suprimeix eficientment les armoniques d'ordre superior.

• Circulació d'Armoniques: Les corrents d'armoniques de tercer ordre circulen dins de la bobina en triangle, neutralitzant el flux d'armoniques de tercer ordre del costat de baixa tensió.

• Contenció d'Armoniques: L'EMF d'armoniques de tercer ordre a la bobina de alta tensió roman confinada dins del bucle en triangle, evitant la seva injecció a la xarxa pública.

• Impedància de Seqüència Zero Inferior: Els transformadors Dyn11 presenten una impedància de seqüència zero significativament més baixa, facilitant la eliminació de falles de terra monofàsiques de baixa tensió.

• Millor Gestió de Corrents Neutres: Són capaces de gestionar corrents neutrals que superen el 75% de la corrent de fase, fent-los ideals per a càrregues desequilibrades.

• Continuïtat Amb Pèrdua de Fase: Si es fon un fusible de l'alta tensió, les dues fases restants poden continuar operant amb Dyn11, diferent de Yyn0.

Per tant, es recomana fortement el ús de transformadors connectats Dyn11.

Pèrdues de Càrrega, Pèrdues Sense Càrrega i Tensió d'Impedància
Degut al patró d'operació diurna dels sistemes FV, els transformadors incorren en pèrdues sense càrrega sempre que estiguin energitzats, independentment de la sortida. És crucial minimitzar les pèrdues de càrrega; si hi ha operació nocturna, també són importants les baixes pèrdues sense càrrega.

Aquesta estratègia de selecció assegura una operació eficient del transformador dins dels sistemes FV, reduint les pèrdues generals i millorant el rendiment de la generació d'energia.