Heimild: solarpowerworldonline
Allt frá því að 1500-V rafkerfi voru fest á jörðu niðri í rafmagnsreglunni fyrir árið 2017 hafa framleiðendur unnið hörðum höndum að 1.500-V-metnum sólarplötum, hvolpum og öllu þar á milli. Með hærri spennu sólbúnaði er hægt að þétta uppsetningarkerfi meðan þeir ná sömu afköstum.
Kafli 690.7 í 2017 NEC stofnaði í fyrsta skipti að jarðtengibúnaðarkerfi geti haft hámarksspennu 1.500 V. Stór gagnsæiskerfi voru þegar farin að breytast í 1.500 volt á árunum fyrir þennan kóða vegna mismunandi stöðluðra krafna, en uppfærði kóðinn opnar möguleikann á 1.500 volt fyrir smærri verkefna gagnsemi og háspennu strengjaspennurnar sem henta þeim markaði vel.
„International Technology Roadmap 2017 for Photovoltaic (ITRPV)“ undirstrikaði þróun kerfisspennunnar sem hækkar úr 1.000 volt í 1.500 volt. Rannsóknin leiddi í ljós að frá og með 2020 verður 1.500 V markaðurinn meiri en 30% og að spenna mun ná meira en 50% markaðshlutdeild frá 2025.
Hvað er 1.500 volt sólkerfi
Aukning um 500 volt gerir verktökum kleift að þétta kerfi því hver inverter getur unnið úr meiri orku. Hægt er að tengja fleiri spjöld í röð til að búa til lengri strengi. Færri vír er þörf. Færri hvarflarar eru nauðsynlegar vegna þess að þeir geta tekið við meiri krafti. En 1.500-V kerfi getur aðeins virkað ef allir íhlutir eru metnir til að standa sig við 1.500 V.
Flestir framleiðendur sólarhlífar hafa byrjað að uppfæra spjöld sín sem notuð eru í verkefnum gagnsemi í 1.500 V. Jeff Juger, forstöðumaður viðskiptaþróunar JinkoSolar, útskýrði að sólaruppsetjendur muni enn þurfa sama fjölda heildarplata til að ná fyrirhugaðri vatnsstraum í 1.500 -V kerfi, aðeins færri strengir af spjöldum. Til dæmis, ef spenna einingar við opna hringrás (Voc) er 45 VDC, þá leyfir 1.000 V kerfi 22 einingar (1.000 / 45) í streng en 1.500 V kerfi gerir 33 einingar (1.500 / 45) í strengur.
Kostnaður við 1.500 V einingar er í meginatriðum sá sami og lægri spenna spjöld, þó aðeins mismunandi efni séu notuð við framleiðslu. Juger sagði að eina málið með þessum uppfærðu spjöldum væri aukið tækifæri til hugsanlegrar niðurbrots, eða PID.
„Háspenna getur skapað hættu á PID, þar sem jónir flytjast frá frumunum í einingarrammann, sem leiðir til núverandi leka,“ sagði Juger. „Jinko var fyrstur til að bjóða upp á innrammaða PID-einingar og hefur ekki átt í neinum vandræðum með PID í 1.500 V einingum.“
Núverandi drif kostar
Háspennukerfi eru ódýrari vegna þess að færri efni eru nauðsynleg, allt frá stórum hlutum eins og kveikjara til litla hluta eins og vír og aftengingar. Þetta er vegna þess að straumur, sem er öfugt í hlutfalli við spennu, mun lækka þegar spenna fer upp. Leiðarastærðir geta minnkað vegna þess að straumurinn er minni og kostnaður lækkar með stærð leiðara.
„Mælikvarðinn sem við höfum hér kostar núverandi drif,“ sagði Eric Every, framleiðslustjóri hjá Yaskawa - Solectria Solar. „Því hærra sem þú býrð til spennu þína, því minna raunverulegt vöruefni sem þú þarft að kaupa.“
Sérhver sagt að fara upp úr 1.000 V í 1.500 V kerfi þýðir bara að gera einangrun vírsins aðeins stærri, meðan það fer niður í spennu og straumi krefst raunverulegra koparefnis innan víranna. Að nota meira kopar er dýrt þegar um er að ræða multi-megawatt verkefni, svo að nota minna kopar með 1.500-V kerfum er kærkominn valkostur fyrir stórum stíl sólarframkvæmda og uppsetningaraðila.
Stór kerfi, stór hagnaður
1.500-V kostnaðarsparnaður er mestur þegar hann er notaður í stórum stíl. Þess vegna eru 1.500-V miðlægar hvarflarar orðnir ráðandi og í grundvallaratriðum einkareknir, fyrir nýjar stórar gagnvirkar stöðvar í Bandaríkjunum, en 1.500-V snúningshlutar fara nú aðeins inn á markaðinn til að þjóna smærri gagnsemiverkefnum.
„Með þessari breytingu í 1.500 volt færðu öflugri hvikara,“ sagði Carlos Lezana, markaðssetning og samskipti fyrir sól fyrir Ingeteam, sem framleiðir bæði strengja- og miðstýrð hvítvarna. „Ef þú þróar [100 MW] virkjun með 1.500 V miðlægum inverter, þá þarftu minni einingar [og] minni hvikara en ef þú gerir það með 1.000 V spennum.
Færri miðlægar hvarflarar þýða minna vinnuafl og færri sameiningarbox sem þarf til að sameina vír í þessum háspennuvirkjum. Færri inverters þýðir einnig að færri tæknimenn þurfa að laga vandamál eftir gangsetningu.
„Þegar þú ert með minni hvolfi, þá lækkar allur þessi kostnaður, þessi launakostnaður,“ sagði Lezana.
Þó að færa til 1.500 volt fylgir mörgum ávinningi, þá eru líka gallar. Meiri spenna sem fer í gegnum færri miðstýrisstöng þýðir meira aflstap ef inverterinn bilar.
„Augljóslega, ef þú ert með minna hvolfara, þá er það vegna þess að hver og einn þeirra hefur stjórn á meiri krafti, þannig að ef maður fer niður, þá taparðu meiri krafti,“ sagði Lezana. „Allir PV framleiðendur inverter eru með bilunarhlutfall. Þú verður að ganga úr skugga um að birgjar þínir, eða fyrirtækið sem hefur yfirumsjón með rekstrinum og viðhaldinu, muni ganga mjög hratt í svöruninni, af því að þú vilt láta virkjunina starfa á fullum krafti allan tímann, eins og margir tíma og mögulegt er. “
Sláðu inn 1.500-V strengjara
1.500-V strengurafbrigði fóru inn á notagildismarkaðinn fyrir um ári síðan en hafa meira vit á minni sólarverkefnum í samfélaginu.
Til dæmis, með 20 MW raforkuver, gætu EPC-tæki notað fimm eða sex 1.500 V miðlægar hvarfbylgjur eða hundruð 1.500 V snúningshluta. Valið myndi koma niður á heildarkostnaði og viðkvæmni, en það er ljóst að stór verkefni í gagnsæjum mælikvarða gætu samt verið í samræmi við miðlæga breytir.
„Ef þú ert að vinna 100 MW, þá er ég ekki viss um að það sé skynsamlegt að nota strengjaspennara,“ sagði hver. „Við munum bjóða í verkefni í það, en líklega mun viðskiptavinurinn velja miðstöðvar vegna þess að þeir geta haft það kornamynd.“
Notkunarhæfni strengjahreyfimanna almennt gerir 1.500 V snúningshlutar að aðlaðandi valkost fyrir smærri nothæfiskerfi.
Ef einn mistakast hefur aðeins einn strengur áhrif og auðvelt er að skipta honum út fyrir nýja einingu án mikillar tafa. Miðbreytir eru enn ódýrari en strengur miðað við sent á hvert watt í stórum verkefnum í gagnsæjum mæli, en strengur gæti unnið út fyrir einfaldari notagildi, sérstaklega þegar hærri spenna hækkar hlutina.
„Batinn er mun hraðari á strengnum. Þú gerir bara einfalda skipti með varareiningum sem gætu verið á staðnum. Skipta má um skipti á hálftíma, svo það er fljótur bati, “sagði Ed Heacox, framkvæmdastjóri CPS America.
Solectria hefur valið að nálgast 1.500 V markaðinn með aðeins strengjaspennurum vegna þessa staðreynd. Fyrirtækið er að íhuga 1.000-V miðlæga breytirinn sinn arfleifða vöru núna - ekki mæla með því fyrir nýja hönnun.
„Þegar við ákváðum að framleiða 1.500 V vöru, sögðum við:„ Hey, við ætlum að eiga mjög erfitt með þetta O&M mál ef við förum með miðlæga spennubreytingu. Allir viðskiptavinir okkar kunna vel á þjónustuna við strengjaviðbragðið, við skulum bara gera það, '“sagði hver og einn.
Wood Mackenzie Power & Renewables '“Global PV Inverter og MLPE Landscape: H1 2018” fann þriggja fasa strengja inverter sendingar jókst um 59% milli ára og fór yfir næstum 7 Inverter sendingar frá 2015 til 2017. Það kom í ljós að 2018 var upphaf aukinnar samþykktar strengjaspennara í Bandaríkjunum vegna nýrra 1.500-V strengjaspennaralíkana.
„Við erum að komast að því að hærra hlutfall verkefna sem viðskiptavinir okkar eru að framkvæma eru að innleiða þau með strengjafræðilegri forrfræði, öfugt við miðlæga hvikara. Og hvert ár virðist það hlutfall fara upp, “sagði hver.
Hefðbundið hefur Solectria lagt áherslu á C&I verkefni á milli 100 kW og 20 MW, en flest þeirra eru 1- til 5-MW atvinnuþak eða lítil jarðbyggð verkefni. Nýi 1.500-V strengur inverterinn, sem hefst flutning í desember 2018, mun miða á „ég“ hluta C & I - iðnaðar, dreifitengdra, samfélagslegra sólar, verkefna af innkaupum fyrirtækja.
„Ef það er samanburður á milli 1.500 V og 1.000 V [strengjaspennur], þá er kostnaðarsparnaðurinn raunverulegur fyrir 1.500 volt,“ sagði hver. Lægri byggingarkostnaður sem stafar af minni vinnuafl á þessu sviði, minni uppsögn og minni vír getur hjálpað uppsetningaraðilum að vinna fleiri tilboð.
„Þú færð betri kostnað á hvert watt í einingunum þínum, þú færð betri kostnað á hvert watt þegar þú horfir á pípuna og vír í kerfinu,“ sagði hver.
Hætta: Háspenna
Aukin spenna þýðir auknar öryggisafleiðingar fyrir starfsmenn ef eitthvað bjátar á. En Heacox hefur trú á kóða og stöðlum í iðnaði.
„Staðlarnir og reglugerðirnar gera grein fyrir hærri spennu, svo fræðilega séð ætti ekki að vera nein aukin öryggisáhætta tengd þessu,“ sagði Heacox. „Ég treysti því reyndar. Fólk veit að meiri orka er áhættusamari. “
John Drummond, umsjónarmaður CPS America, bætir við að uppsetningaraðilar verði að vera vissir um að nota 1.500 V-búnað, frá vír einangrun til voltmeters og alls staðar þar á milli. Uppsetningaraðilar verða einnig að hafa hugfast að úthreinsun vinnurýmis er mismunandi fyrir 1.500 V verkefna.
„Hið dæmigerða vinnuumhverfi fyrir 600 og 1.000 volt gildir ekki um 1.500 volt. Þú verður að nota hærri girðingar, halda hlutum lengra í sundur, bæta við aukalýsingu, svoleiðis, “sagði hver.
Þrátt fyrir að Drummond og Heacox telji að 1.500-V tækni sé örugg, er hún samt bundin jörðu. Drummond sagðist sjá fyrir sér framtíð þar sem 1.500 V-kerfi geta farið upp á þök líka, en það þyrfti samþykki iðnaðarins.
„Virkilega snemma… þessar tegundir af forritum voru„ á bak við girðinguna “og ég held að rétt eins og við færðum úr 600 yfir í 1.000 volt er sams konar hik við að fara yfir í 1.500 volt fyrir öll forrit,“ sagði Drummond.
Hver og einn sér ekki að 1.500 volt verði nokkru sinni leyfð á þaki íbúða vegna öryggisáhyggju, en hann sagði að 1.500-V sólar á þaki í atvinnuskyni gæti verið framtíðarmöguleiki. Samt sem áður, langu strengirnir sem fylgja 1.500 volt myndu takmarka þegar hann er búinn til stillingar á þaki array. Það er ekki alltaf auðvelt að setja 26 til 28 spjöld í beinni línu.
„Í 1.000-V [þakkerfi]… færðu aðeins meiri sveigjanleika með því hvernig þú leggur út þökurnar þínar vegna þess að strengirnir þínir eru styttri. Þú verður að keyra nokkrar vír í viðbót, en að minnsta kosti geturðu pakkað þakinu aðeins betur, “sagði hver.
Háspennu sólkerfi færa sólaruppsetjendum sveigjanleika og kostnaðarsparnað og möguleikar munu halda áfram að stækka þegar nýstárlegri 1.500 V sólartæki koma á markaðinn.
