Jakie jest tryb pracy szynownika w fotowoltaice?

1 Przegląd procesu generowania energii fotowoltaicznej

W mojej codziennej pracy jako technik obsługi i konserwacji na pierwszej linii, proces generowania energii fotowoltaicznej, z którym się stykam, obejmuje połączenie pojedynczych paneli słonecznych w moduły fotowoltaiczne, które następnie są połączone równolegle przez skrzynki łącznikowe, tworząc tablicę fotowoltaiczną. Energia słoneczna jest przekształcana w prąd stały (DC) przez tablicę fotowoltaiczną, a następnie transformowana na trójfazowy prąd przemienny (AC) za pomocą trójfazowego inwertera (DC-AC). Następnie transformator wzmacniający zwiększa napięcie, aby dopasować go do wymagań publicznej sieci energetycznej, umożliwiając integrację i dystrybucję energii elektrycznej do sprzętu podłączanego do sieci.

2 Klasyfikacja typowych awarii w operacjach generowania energii fotowoltaicznej
2.1 Awarie w stacjach transformatorowych

Podczas konserwacji awarie w stacjach transformatorowych mogą być klasyfikowane jako awarie linii przesyłowych, awarie szyn rozdzielczych, awarie transformatorów, awarie wysokonapiętowych przełączników i urządzeń pomocniczych oraz awarie urządzeń ochrony relacyjnej. Te bezpośrednio wpływają na transformację i transmisję energii elektrycznej.

2.2 Awarie w obszarze PV

Awarie w obszarze PV często wynikają z nieodpowiednich praktyk montażowych, takich jak problemy z panelami słonecznymi, szeregami i skrzynkami łącznikowymi spowodowane nieprawidłowym montażem, awarie inwerterów wynikające z niewłaściwej komisji, oraz awarie w urządzeniach pomocniczych transformatora wzmacniającego. Ponadto niedbalstwo podczas kontroli może prowadzić do niewykrycia potencjalnych zagrożeń, co zaostrza potencjalne awarie.

2.3 Awarie komunikacyjne i automatyki

Chociaż awarie systemów komunikacyjnych i automatyki mogą nie natychmiast wpływać na generowanie energii, utrudniają one analizę operacyjną, wykrywanie wad i zdolności do sterowania zdalnego, stanowiąc ryzyko bezpieczeństwa, które może ulec eskalacji, jeśli pozostanie nieusunięte.

2.4 Awarie geograficzne i środowiskowe

Czynniki środowiskowe mogą powodować deformację sprzętu z powodu osiadania gruntu, zwarcia elektryczne z powodu niewystarczających odstępów bezpieczeństwa, korozję spowodowaną solanką, degradację izolacji z powodu wilgoci oraz zwarcia spowodowane wtargnięciem dzikich zwierząt.

3 Podstawowe przyczyny typowych awarii

Teoretycznie wypadki i poważne awarie można zapobiec poprzez ścisłe zarządzanie. Jednak w praktyce incydenty dotyczące bezpieczeństwa elektrycznego i awarie sprzętu nadal występują z powodu:

• Błędów projektowych w wczesnych projektach PV wynikających z pośpiechu i braku doświadczenia.

• Zagrożenia jakości budowy ze względu na ciasne harmonogramy, prowadzące do niewłaściwej roboty i długoterminowych ryzyk operacyjnych.

• Niemogącej ocenić niezawodności sprzętu bez kompleksowych testów operacyjnych, co prowadzi do użycia niskiej jakości komponentów.

• Brak umiejętności wśród personelu konserwacyjnego, gdzie wielu to nowo zatrudnieni pracownicy polegający na przestarzałych metodach szkoleniowych, brak kompetencji w diagnozowaniu usterek i reagowaniu w nagłych sytuacjach.

4 Rozwiązania

Techniczne strategie do rozwiązania typowych awarii w stacjach PV obejmują:

• Rigorous upfront planning to ensure designs align with site-specific conditions.

• Kompleksowe zarządzanie infrastrukturą z surowym weryfikowaniem wykonawców i kontrolą jakości.

• Surowe kwalifikacje sprzętu, aby wykluczyć produkty niskiej jakości.

• Wzmocnione programy szkoleniowe, aby poprawić odpowiedzialność i kompetencje techniczne personelu.
  Wdrożenie tych środków może znacznie zmniejszyć występowanie awarii.

4.1 Obsługa awarii w stacjach transformatorowych

Awarie w stacjach transformatorowych są zarządzane zgodnie ze standardowymi protokołami zarządzania awariami elektrycznymi. W przypadku awarii szyn rozdzielczych lub przeskoku linii, stacje jednoszynowe mogą doświadczyć całkowitego wyłączenia, uruchamiając ochronę wyspy i wyłączenie inwertera. Operatorzy muszą:

• Zabezpieczyć zasilanie pomocnicze i zweryfikować systemy zapasowe dla DC i komunikacji.

• Analizować działania urządzeń ochronnych, aby zidentyfikować rodzaje awarii.

• Przeprowadzać inspekcję systemów głównych, lokalizować awarie i koordynować z operatorami sieci przy bezpiecznym przywróceniu.

4.2 Przyczyny awarii w obszarze PV

Kluczowe czynniki wpływające na awarie w obszarze PV obejmują:

• Nieodpowiednie praktyki montażowe, takie jak luźne połączenia, niskiej jakości komponenty i niewystarczające szczelne skrzynki łącznikowe.

• Nieefektywna koordynacja między zespołami montażowymi, drutowymi i komisyjnymi dla inwerterów i transformatorów.

• Degradacja środowiskowa, szczególnie korozja spowodowana solanką morską i degradacja izolacji.

• Zniszczenia wynikające z długotrwałej eksploatacji, w tym luzowanie komponentów wentylatora, bloków terminali i zatrzasków obudowy.

4.3 Strategie zapobiegania awariom

Prewencyjne środki wobec awarii sprzętu elektrycznego obejmują:

• Zapewnienie, że jakość budowy spełnia standardy operacyjne przed przekazaniem.

• Proaktywna nadzór techniczny i łagodzenie ryzyka środowiskowego podczas eksploatacji.

• Kultywowanie odpowiedzialności i umiejętności analitycznych personelu poprzez skierowane szkolenia.

4.4 Wykrywanie i obsługa awarii

Ukryte awarie między panelami słonecznymi a skrzynkami łącznikowymi, które powodują straty energii bez widocznych objawów, mogą być wykryte za pomocą amperometrów szczękowych do pomiaru prądów szeregów. Uszkodzone komponenty, bezpieczniki lub połączenia należy szybko wymieniać.

4.4.1 Awarie skrzynek łącznikowych

Typowe problemy obejmują awarie szczelności, awarie modułów komunikacyjnych i przegrzewanie z powodu luźnych terminali. Regularne inspekcje podczas wiosennych konserwacji, w tym ponowne szczelnienie i zacieśnianie połączeń, mogą złagodzić ryzyko przegrzewania latem.

4.4.2 Awarie inwerterów

Awary inwerterów, często manifestujące się jako wyłączenia lub problemy z uruchomieniem, są powszechne podczas początkowej eksploatacji. Po komisji, przegrzewanie z powodu złej wentylacji lub awarii komponentów/oprogramowania jest typowe. Prewencyjne środki obejmują regularne czyszczenie filtrów i inspekcje wentylatorów.

4.4.3 Awarie transformatorów wzmacniających

Nowoczesne suchotnicowe transformatory rzadko ulegają awariom, ale typowe problemy obejmują wtargnięcie dzikich zwierząt z powodu złej szczelności, awarie wentylatorów i zawodzenie zatrzasków zaworów. W projektach przybrzeżnych lub hybrydowych, końcówki kabli i ograniczniki przeciwuderzeniowe wymagają dodatkowej czujności, aby zapobiec awariom lini zbiorczych. Zapobieganie awariom opiera się na regularnych inspekcjach i monitoringu technicznym.