Kateri način delovanja ima napajalni transformator v fotovoltaični proizvodnji električne energije

1 Pregled postopka proizvodnje fotovoltaične energije

V svoji vsakodnevni delovni praksi kot tehnik za operativno vzdrževanje na prvi liniji se soočam s postopkom proizvodnje fotovoltaične energije, ki vključuje povezovanje posameznih solarnih panelov v fotovoltaične module, ki so nato paralelno povezani preko kombinatorskih škatel za oblikovanje fotovoltaičnega polja. Sončna energija je pretvorjena v enosmerni tok (DC) z uporabo fotovoltaičnega polja, nato pa preko tri-faznega inverterja (DC-AC) pretvorjena v tri-fazni izmenični tok (AC). Nato stopnjik poveča napetost, da bi ustrezala zahtevam javne električne mreže, omogoča tako integracijo in distribucijo električne energije do opreme, povezane s strukto.

2 Klasifikacija pogostih pomankljivosti pri operativnem delu proizvodnje fotovoltaične energije
2.1 Pomankljivosti pri delovanju podstavice

Med vzdrževanjem lahko pomankljivosti pri delovanju podstavice klasificiramo kot pomankljivosti pri prenosnih linijah, pomankljivosti pri busbarju, pomankljivosti pri transformatorju, pomankljivosti pri visokonapetostnih vmesnikih in pomožni opremi ter pomankljivosti pri napravah za relacijsko zaščito. Te neposredno vplivajo na pretvorbo in prenos električne energije.

2.2 Pomankljivosti pri delovanju v območju fotovoltaike

Pomankljivosti v območju fotovoltaike pogosto izvirajo iz neustreznih praks namestitve, kot so težave s solarnimi paneli, verigi in kombinatorskimi škatami zaradi nepravilne namestitve, pomankljivosti inverterjev zaradi nedostatne predmetne nastavitve in pomankljivosti pomožne opreme stopnjika. Poleg tega lahko zanemarjanje pregledov vodi do nerazkrivanja potencialnih tveganj, kar lahko poslabša možne nezadovoljive stanje.

2.3 Pomankljivosti pri komunikaciji in avtomatizaciji

Čeprav pomankljivosti pri sistemu za komunikacijo in avtomatizacijo ne vplivajo takoj na proizvodnjo energije, ovirajo analizo delovanja, odkrivanje defektov in zmogljivosti daljinskega nadzora, kar ustvarja varnostna tveganja, ki bi se lahko povečala, če ne bodo odpravljena.

2.4 Geografske in okoljske pomankljivosti

Okoljski faktorji lahko povzročijo deformacijo opreme zaradi senjanja tal, električne kratične vezave zaradi nedostatka varnostnih razmikov, korozijo zaradi solnega prahu, degradacijo izolacije zaradi vlage in kratične vezave, ki jih povzroča vpeljavanje divjadi.

3 Glavne vzroki za pogoste pomankljivosti

Teoretično lahko velike nesreče in pomankljivosti preprečimo z strogim upravljanjem. V praksi pa trdne pomankljivosti in odpornosti opreme obstajajo zaradi:

• Nedostatkov v projektiranju ranih fotovoltaičnih projektov, ki so posledica hitrega razvoja in pomanjkanja izkušenj.

• Zmanjšanja kakovosti gradnje zaradi tesnih rokov, kar vodi do nezadostne delovne prakse in dolgoročnih tveganj pri delovanju.

• Nezmožnosti ocene zanesljivosti opreme brez celovitih operativnih preskusov, kar vodi do uporabe nizkokakovostnih komponent.

• Pomanjkanja veščin med osebjem za vzdrževanje, kjer so mnogi novi zaposleni odvisni od zastarelih metod usposabljanja, manjkajo pa znanja za diagnosticiranje pomankljivosti in odziv na nujne situacije.

4 Rešitve

Tehnične strategije za reševanje pogostih pomankljivosti v fotovoltaičnih elektrarnah vključujejo:

• Strog napredek planiranja, da se zagotovi, da se načrti ujemajo z specifičnimi pogoji kraja.

• Celovito upravljanje infrastrukture z strogim preverjanjem izvajalcev in kontrolo kakovosti.

• Strogo kvalifikacijo opreme, da se izključijo nizkokakovostni izdelki.

• Izboljšane programe za usposabljanje, da se poveča odgovornost in tehnična veščina osebja.
  Uvedba teh ukrepov lahko znatno zmanjša pojav pomankljivosti.

4.1 Obdelava pomankljivosti v podstavici

Pomankljivosti v podstavici sledijo standardnim protokolom za ravnanje z električnimi pomankljivostmi. V primeru izpadov busbaru ali prekinitve prenosnih linij lahko enobusbarske podstavice doživijo popoln izpad električne energije, sprožijo zaščito pred otokom in izklop inverterja. Operaterji morajo:

• Zagotoviti pomožno električno energijo in preveriti rezervne sisteme za DC in komunikacijo.

• Analizirati dejanja naprav za zaščito, da bi identificirali vrste pomankljivosti.

• Preveriti primarne sisteme, najti pomankljivosti in koordinirati s skrbnikom mreže za varno obnovitev.

4.2 Vzroki za pomankljivosti v območju fotovoltaike

Ključni dejavniki, ki prispevajo k pomankljivostim v območju fotovoltaike, vključujejo:

• Slabši postopki namestitve, kot so proste povezave, nizkokakovostne komponente in nedostatna zategnitev v kombinatorskih škatlah.

• Neučinkovita koordinacija med ekipami za nameščanje, povezovanje in predmetno nastavitev inverterjev in transformatorjev.

• Okoljska degradacija, zlasti korozija zaradi solnega prahu ob obali in porušitev izolacije.

• Iztrtev zaradi dolgotrajnega delovanja, vključno z razluščevanjem komponent ventilatorjev, terminalnih blokov in zaklepalk ogrodij.

4.3 Strategije za preprečevanje pomankljivosti

Preventivne mere za pomankljivosti električne opreme vključujejo:

• Zagotavljanje, da kakovost gradnje ustrezata operativnim standardom pred prenašanjem.

• Proaktivno tehnično nadzor in zmanjševanje okoljskih tveganj med delovanjem.

• Razvoj odgovornosti in analitičnih veščin osebja preko ciljnega usposabljanja.

4.4 Odkrivanje in obdelava pomankljivosti

Skrite pomankljivosti med solarnimi paneli in kombinatorskimi škatami, ki povzročajo izgubo energije brez očitnih simptomov, se lahko zaznajo z uporabo klamp metrov za merjenje tokov verig. Nezanesljive komponente, varistorje ali povezave bi morale biti kmalu zamenjane.

4.4.1 Pomankljivosti v kombinatorskih škatlah

Pogosti problemi vključujejo neuspehe zaprtij, nezanesljivosti komunikacijskih modulov in preseganje temperature zaradi prohih kontaktov. Redne inspekcije med pomladnimi vzdrževalnimi deli, vključno z ponovnim zaprtjem in utegnutjem povezav, lahko zmanjšajo tveganja za preseganje temperature letom.

4.4.2 Pomankljivosti inverterjev

Nezanesljivosti inverterjev, ki se pogosto manifestirajo kot izklopi ali težave pri zaganjanju, so pogoste v začetnem obdobju delovanja. Po predmetni nastavitvi je tipično preseganje temperature zaradi slabe ventilacije ali nezanesljivosti komponent ali programske opreme. Preventivne mere vključujejo redno čiščenje filtrov in pregled ventilatorjev.

4.4.3 Pomankljivosti stopnjika

Sodobni suhi transformatorji redko nezadostijo, vendar so pogosti problemi vpeljavanje divjadi zaradi slabe zaprtosti, nezanesljivosti ventilatorjev in nezanesljivosti valvl. V obalnih ali hibridnih projektih zahtevajo posebno pozornost konec kabla in prehranilniki, da se prepreči izpad prebirnih linij. Preprečevanje pomankljivosti temelji na rednih inspekcijah in tehničnem nadzoru.