Τι είναι ο τρόπος λειτουργίας του ανελιχτήρα στη φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας

1 Περιγραφή της Διαδικασίας Φωτοβολταϊκής Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας

Στην καθημερινή μου εργασία ως τεχνικός πρώτης γραμμής λειτουργίας και συντήρησης, η διαδικασία φωτοβολταϊκής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που αντιμετωπίζω περιλαμβάνει τη σύνδεση μεμονωμένων φωτοβολταϊκών πλακών σε φωτοβολταϊκά μόντουλα, τα οποία στη συνέχεια συνδέονται παράλληλα μέσω συνδυαστικών κιβωτίων για τη δημιουργία μιας φωτοβολταϊκής σειράς. Η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε έντεκτο ρεύμα (DC) από τη φωτοβολταϊκή σειρά, το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) μέσω ενός τριφασικού αντιστροφέα (DC-AC). Στη συνέχεια, ένα μετατροπέας αύξησης τάσης αυξάνει την τάση για να ταιριάζει στις απαιτήσεις του δημόσιου δικτύου ηλεκτροδότησης, επιτρέποντας την ολοκλήρωση και κατανομή της ηλεκτρικής ενέργειας σε εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος με το δίκτυο.

2 Ταξινόμηση Κοινών Αποτυχιών στη Λειτουργία Φωτοβολταϊκής Παραγωγής
2.1 Αποτυχίες Λειτουργίας Υποσταθμίων

Κατά τη διάρκεια της συντήρησης, οι αποτυχίες στα υποσταθμία μπορούν να ταξινομηθούν σε αποτυχίες γραμμών μεταφοράς, αποτυχίες μπάρας, αποτυχίες μετατροπέων, αποτυχίες υψηλής τάσης και βοηθητικού εξοπλισμού, και αποτυχίες συστημάτων προστασίας. Αυτές επηρεάζουν άμεσα τη μετατροπή και τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας.

2.2 Αποτυχίες Λειτουργίας στην Περιοχή Φωτοβολταϊκών

Οι αποτυχίες στην περιοχή των φωτοβολταϊκών συχνά προέρχονται από υποτελής εγκατάσταση, όπως προβλήματα με φωτοβολταϊκές πλάκες, σειρές και συνδυαστικά κιβώτια λόγω εσφαλμένης εγκατάστασης, αποτυχίες αντιστροφέων λόγω ανεπαρκούς εναρμόνισης, και αποτυχίες στον βοηθητικό εξοπλισμό των μετατροπέων αύξησης. Επιπλέον, η ανεπάρκεια κατά τις ελέγχους μπορεί να οδηγήσει σε ανεξερεύνητα δυνητικά κινδύνους, επιδεινώνοντας τις πιθανές αποτυχίες.

2.3 Αποτυχίες Επικοινωνίας και Αυτοματισμού

Ενώ οι αποτυχίες στα συστήματα επικοινωνίας και αυτοματισμού μπορεί να μην επηρεάζουν άμεσα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εμποδίζουν την ανάλυση λειτουργίας, την ανίχνευση ελλείψεων και τις δυνατότητες απομακρυσμένης ελέγχου, δημιουργώντας κίνδυνους ασφάλειας που μπορεί να εξελιχθούν αν μείνουν ανεπίλυτες.

2.4 Γεωγραφικές και Περιβαλλοντικές Αποτυχίες

Περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν μεταμόρφωση εξοπλισμού λόγω εδαφικής επιβάρυνσης, ηλεκτρικές σύνδεσεις λόγω ανεπαρκούς ασφαλούς απόστασης, οξείδωση από την θαλάσσια αεροψύχη, κατάρρευση απομόνωσης λόγω υγρασίας, και σύνδεσεις λόγω εισβολής ζωής.

3 Βασικές Αιτίες Κοινών Αποτυχιών

Θεωρητικά, τα ατυχήματα και οι σημαντικές αποτυχίες μπορούν να προληφθούν μέσω αυστηρής διαχείρισης. Ωστόσο, στην πράξη, οι περιστάσεις ασφάλειας και οι αποτυχίες εξοπλισμού συνεχίζονται λόγω:

• Αδυναμίες στη σχεδίαση πρώιμων φωτοβολταϊκών έργων λόγω ταχείας ανάπτυξης και έλλειψης εμπειρίας.

• Υποτελής ποιότητα κατασκευής λόγω στενών προθεσμιών, οδηγώντας σε υποτελής εργασία και μακροπρόθεσμους λειτουργικούς κινδύνους.

• Αδυναμία αξιολόγησης της αξιοπιστίας του εξοπλισμού χωρίς πλήρεις λειτουργικές δοκιμές, οδηγώντας στη χρήση χαμηλής ποιότητας συστατικών.

• Διαφορετικά επίπεδα δεξιοτήτων μεταξύ των τεχνικών συντήρησης, με πολλούς νέους εργαζόμενους να εξαρτώνται από παλιές μεθόδους εκπαίδευσης, χωρίς επάρκεια στη διάγνωση αποτυχιών και ταχεία ανταπόκριση.

4 Λύσεις

Τεχνικές στρατηγικές για την αντιμετώπιση κοινών αποτυχιών σε φωτοβολταϊκά ηλεκτροπαραγωγικά σταθμούς περιλαμβάνουν:

• Αυστηρό προσδιοριστικό προγράμματα για να εξασφαλίσει ότι οι σχεδιασμοί ταιριάζουν στις συγκεκριμένες συνθήκες της θέσης.

• Πλήρη διαχείριση υποδομών με αυστηρή επιλογή και ελέγχο ποιότητας των εργολαβών.

• Αυστηρή επιλογή εξοπλισμού για την αποκλειση υποτελούς προϊόντων.

• Ενισχυμένα προγράμματα εκπαίδευσης για τη βελτίωση της ευθύνης και των τεχνικών δεξιοτήτων του προσωπικού.
  Η εφαρμογή αυτών των μέτρων μπορεί να μειώσει σημαντικά την εμφάνιση αποτυχιών.

4.1 Χειρισμός Αποτυχιών Υποσταθμίων

Οι αποτυχίες στα υποσταθμία ακολουθούν τυπικά πρωτόκολλα διαχείρισης ηλεκτρικών αποτυχιών. Σε περίπτωση παύσης λειτουργίας μπάρας ή τρίπτησης γραμμών, τα υποσταθμία με μία μόνο μπάρα μπορεί να εμφανίσουν πλήρη απορρύθμιση, ενεργοποιώντας προστασία απομόνωσης και απενεργοποίηση των αντιστροφέων. Οι τεχνικοί πρέπει:

• Να εξασφαλίσουν βοηθητική ενέργεια και να ελέγξουν τα συστήματα εφεδρείας για DC και επικοινωνία.

• Να αναλύσουν τις ενέργειες των συστημάτων προστασίας για την ταυτοποίηση των τύπων αποτυχιών.

• Να ελέγξουν τα πρωτεύοντα συστήματα, να εντοπίσουν τις αποτυχίες και να συντονιστούν με τους υπεύθυνους του δικτύου για την ασφαλή επαναφορά.

4.2 Αιτίες Αποτυχιών στην Περιοχή Φωτοβολταϊκών

Κύριοι παράγοντες που συμβάλλουν σε αποτυχίες στην περιοχή των φωτοβολταϊκών περιλαμβάνουν:

• Μη επαρκής εγκατάσταση, όπως χαλαρές συνδέσεις, υποτελής εξοπλισμός και ανεπαρκής σφράγιση στα συνδυαστικά κιβώτια.

• Ανεπαρκής συντονισμός μεταξύ των ομάδων εγκατάστασης, συνδέσεων και εναρμόνισης για αντιστροφείς και μετατροπείς.

• Περιβαλλοντική κατάρρευση, ειδικά οξείδωση από θαλάσσια αεροψύχη και κατάρρευση απομόνωσης.

• Φθορά από μακροχρόνια λειτουργία, περιλαμβανομένης της χαλάρωσης συστατικών ανεμοστρόβιλων, συνδέσεων και ζαρωνιών.

4.3 Στρατηγικές Πρόληψης Αποτυχιών

Μέτρα πρόληψης για αποτυχίες ηλεκτρικού εξοπλισμού περιλαμβάνουν:

• Εξασφάλιση ότι η ποιότητα της κατασκευής ανταποκρίνεται στα λειτουργικά πρότυπα πριν από την παράδοση.

• Προληπτική τεχνική επιτήρηση και μείωση περιβαλλοντικών κινδύνων κατά τη λειτουργία.

• Ανάπτυξη ευθύνης και αναλυτικών δεξιοτήτων του προσωπικού μέσω στοχευμένης εκπαίδευσης.

4.4 Ανίχνευση και Χειρισμός Αποτυχιών

Κρυμμένες αποτυχίες μεταξύ των φωτοβολταϊκών πλακών και των συνδυαστικών κιβωτίων, οι οποίες προκαλούν απώλεια ενέργειας χωρίς ορατά συμπτώματα, μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας διαμετρητές με διάκλειση για τη μέτρηση των ρευμάτων σειρών. Οι ελαττωματικά συστατικά, φυσαλίδες ή συνδέσεις πρέπει να αντικατασταθούν άμεσα.

4.4.1 Αποτυχίες Συνδυαστικών Κιβωτίων

Κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν αποτυχίες σφράγισης, αποτυχίες μοντουλών επικοινωνίας και υπερθέρμανση από χαλαρές συνδέσεις. Περιοδικοί ελέγχοι κατά την άνοιξη, περιλαμβανομένης της επανασφράγισης και της ενίσχυσης συνδέσεων, μπορούν να μειώσουν τους κινδύνους υπερθέρμανσης κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.

4.4.2 Αποτυχίες Αντιστροφέων

Οι αποτυχίες των αντιστροφέων, που συνήθως εμφανίζονται ως παύση λειτουργίας ή προβλήματα εκκίνησης, είναι συνηθισμένες κατά την αρχική λειτουργία. Μετά την εναρμόνιση, η υπερθέρμανση λόγω κακής αεροσυρροής ή αποτυχιών συστατικών/λογισμικού είναι τυπική. Προληπτικά μέτρα περιλαμβάνουν περιοδική καθαρική φίλτρων και ελέγχους ανεμοστρόβιλων.

4.4.3 Αποτυχίες Μετατροπέων Αύξησης

Οι σύγχρονοι ξηροί μετατρόπεις σπάνια αποτυγχάνουν, αλλά κοινά προβλήματα περιλαμβάνουν την εισβολή ζωής λόγω κακής σφράγισης, αποτυχίες ανεμοστρόβιλων και αποτυχίες μπροστάρων. Σε ακτικά ή υβριδικά έργα, τα τελειώματα καλωδίων και οι προστατευτικοί συστήματες χρειάζονται επιπλέον προσοχή για την πρόληψη απορρυθμίσεων σε συλλέκτες γραμμών. Η πρόληψη αποτυχιών εξαρτάται από περιοδικούς ελέγχους και τεχνική επιτήρηση.