Lähde: aurinkoenergiamaailma
Siitä lähtien, kun maanpinnalle asennettavat 1500 V -järjestelmät mainittiin vuoden 2017 kansallisessa sähkösäännöstössä, valmistajat ovat työskennelleet ahkerasti 1500 V: n luokituksen mukaisten aurinkopaneelien, invertterien ja kaiken muun välillä. Korkeamman jännitteen aurinkolaitteiden avulla asentajat voivat tiivistää järjestelmiä saavuttaen saman tehon.
Vuoden 2017 NEC-luvun 690.7 §: ssä todettiin ensimmäistä kertaa, että maadoitusjärjestelmien maksimijännite voi olla 1 500 V. Suuret hyötykäyttöjärjestelmät olivat jo alkaneet siirtyä 1 500 voltiin tätä koodia edeltävinä vuosina erilaisten standardivaatimusten vuoksi, mutta päivitetty koodi avaa 1500 voltin mahdollisuuden pienempiin hyötykäyttöprojekteihin ja korkeajännitteisiin jousimuuntajiin, jotka sopivat hyvin markkinoille.
”Vuoden 2017 kansainvälinen aurinkosähköteknologian etenemissuunnitelma (ITRPV)” korosti suuntausta, jonka mukaan järjestelmäjännite kasvaa 1 000 voltrista 1 500 voltiin. Tutkimuksessa todettiin, että vuodesta 2020 eteenpäin 1500 V: n markkinat ovat yli 30% ja että jännite saavuttaa yli 50%: n markkinaosuuden 2025 alkaen.
Mikä on 1500 voltin aurinkokunta
Lisäys 500 voltilla antaa urakoitsijoille mahdollisuuden tiivistää järjestelmiä, koska kukin invertteri pystyy käsittelemään enemmän energiaa. Lisää paneeleita voidaan kytkeä sarjaan pidempien merkkijonojen tekemiseksi. Tarvitaan vähemmän johtoja. Tarvitaan vähemmän inverttereitä, koska ne voivat ottaa vastaan enemmän virtaa. Mutta 1500 V: n järjestelmä voi toimia vain, jos kaikkien komponenttien on tarkoitettu toimimaan 1500 V: n virralla.
Suurin osa aurinkopaneelien valmistajista on alkanut päivittää hyödyllisyysprojekteissa käytettyjä paneelejaan 1 500 V. JinkoSolarin liiketoiminnan kehittämisjohtaja Jeff Juger selitti, että aurinkoenergia-asentajat tarvitsevat edelleen saman määrän kokonaispaneeleita saavuttaakseen suunnitellun tehon 1500: ssa. -V-järjestelmä, vain vähemmän paneelijonoja. Esimerkiksi, jos moduulin jännite avoimessa piirissä (Voc) on 45 VDC, niin 1000 V: n järjestelmä sallii 22 moduulin (1000/45) merkkijonossa, kun taas 1500 V: n järjestelmä sallii 33 moduulin (1 500/45) merkkijono.
1 500 V: n moduulien kustannukset ovat olennaisesti samat kuin pienjännitepaneelien, vaikka tuotannossa käytetäänkin hieman erilaisia materiaaleja. Juger sanoi, että ainoa ongelma näissä päivitetyissä paneeleissa on lisääntynyt mahdollisuus aiheuttamasta hajoamisesta eli PID: stä.
"Korkea jännite voi aiheuttaa PID-riskin, jossa ionit siirtyvät soluista moduulikehykseen, mikä johtaa virran vuotamiseen", Juger sanoi. "Jinko tarjosi ensimmäisenä kehystettyä PID-moduulia, eikä hänellä ollut ongelmia PID: n 1500 V-moduulien kanssa."
Nykyiset asemat maksavat
Korkeajännitejärjestelmät ovat halvempia, koska tarvitaan vähemmän materiaaleja isoista asioista, kuten inverttereistä, pieniin asioihin, kuten johtimiin ja irroituksiin. Tämä johtuu siitä, että virta, joka on käänteisesti verrannollinen jännitteeseen, laskee, kun jännitteet nousevat. Johdinkoot voivat pienentyä, koska virta on vähemmän, ja kustannukset pienenevät johtimen koon myötä.
"Meillä on täällä käsitys nykyisistä asemien kustannuksista", kertoi Yaskawa - Solectria Solarin tuotepäällikkö Eric Every. "Mitä suurempi jännite on, sitä pienempi tosiasiallinen raaka-aine on tarpeen."
Jokainen mainittu nouseminen 1000 V: sta 1500 V: iin tarkoittaa vain johtimen eristyksen tekemistä hieman suuremmaksi, kun taas jännitteen ja virran laskeminen vaatii johtimissa todellista kuparimateriaalia. Kuparin lisääminen on kallista monen megawatin hankkeissa, joten vähemmän kuparia 1500 V -järjestelmissä on tervetullut vaihtoehto suurille aurinkoenergian kehittäjille ja asentajille.
Suuret järjestelmät, suuret voitot
1 500 V: n kustannussäästö on suurin, kun sitä käytetään laajassa mittakaavassa. Tästä syystä 1500 V: n keskusmuuntajista on tullut hallitseva ja käytännössä yksinoikeudella valinta uusille suurille hyötykäyttöasennuksille Yhdysvalloissa, kun taas 1500 V: n jousimuuttajat ovat juuri tulossa markkinoille palvelemaan pienempiä hyötyprojekteja.
"Tällä siirtymällä 1500 voltiin saat entistä tehokkaampia taajuusmuuttajia", kertoi Carlos Lezana, markkinointi- ja viestintätekniikka Ingeteamille, joka valmistaa sekä kierto- että keskusinverttereitä. "Jos kehität [100 megawatin] voimalaitosta, jossa on 1500 V: n keskusinvertteri, tarvitset vähemmän yksiköitä [ja] vähemmän inverttereitä kuin jos tekisit sitä 1 000 V: n muuntajalla."
Vähemmän keskusinverttereitä tarkoittaa vähemmän työvoimaa ja vähemmän yhdistelmärasioita, jotka tarvitaan johtojen yhdistämiseen näissä korkeajännitelaitteissa. Vähemmän inverttereitä tarkoittaa myös vähemmän teknikkoja, joita tarvitaan ongelmien korjaamiseen käyttöönoton jälkeen.
"Kun sinulla on vähemmän inverttereitä, niin kaikki nämä kustannukset, nämä työvoimakustannukset, vähenevät", Lezana sanoi.
Vaikka 1500 voltin siirtämiseen liittyy monia etuja, on myös haittoja. Enemmän jännitettä, joka kulkee harvempien keskusinvertterien läpi, tarkoittaa enemmän virtahäviötä, jos invertteri epäonnistuu.
"On selvää, että jos sinulla on vähemmän inverttereitä, se johtuu siitä, että jokainen heistä hallitsee enemmän tehoa, joten jos yksi vähenee, menetät enemmän virtaa", Lezana sanoi. ”Kaikilla PV-taajuusmuuttajavalmistajilla on vikailuku. Sinun on varmistettava, että toimittajat tai toiminnasta ja kunnossapidosta vastaava yritys vastaa erittäin nopeasti, koska haluat, että voimalaitoksesi toimii täydellä teholla koko ajan, koska monet tuntia kuin mahdollista. ”
Syötä 1 500 V: n merkkitaajuusmuuttajat
1500 V: n kiertovaihtimet tulivat hyötykäyttömarkkinoille noin vuosi sitten, mutta niillä on enemmän merkitystä pienemmille, yhteisön aurinkohankkeille.
Esimerkiksi 20 MW: n voimalaitoksella EPC: t voisivat käyttää viittä tai kuutta 1 500 V: n keskusinvertteriä tai satoja 1 500 V: n johtomuuntajia. Valinta alentuisi kokonaiskustannuksiin ja huollettavuuteen, mutta on selvää, että suuret apuohjelmakohtaiset projektit saattavat silti pysyä keskitaajuusmuuttajien kanssa.
"Jos teet 100 megawatin tehoa, en ole oikeasti varma, että on järkevää käyttää jousenmuuntajia", jokainen sanoi. "Tarjoamme projektia siitä, mutta todennäköisesti asiakas valitsee keskusyksiköt, koska heillä on mahdollisuus saada tämä yksityiskohtaisuus."
Merkkijonoinvertterien käyttökelpoisuus tekee yleensä 1 500 V: n merkkitaajuusmuuttajista houkuttelevan vaihtoehdon pienemmille hyötykäyttöjärjestelmille.
Jos yksi epäonnistuu, kyseessä on vain yksi merkkijono ja se voidaan helposti vaihtaa uudeksi yksiköksi viipymättä. Keskusinvertterit ovat silti halvempia kuin merkkijono senttiä kohden watteina suurissa hyödyllisyysprojekteissa, mutta merkkijono voi voittaa yksinkertaisemmasta käytettävyydestä, varsinkin kun korkeampi jännite nostaa panoksia.
”Merkkijono palauttaa paljon nopeammin. Teet vain yksinkertaisen vaihto varaosilla, jotka saattavat olla paikan päällä. Korvaus voidaan suorittaa puolessa tunnissa, joten se on nopea toipuminen ”, kertoi CPS America -yrityksen pääjohtaja Ed Heacox.
Solectria on tämän takia päättänyt lähestyä 1 500 V: n markkinoita vain jousitaajuusmuuttajilla. Yhtiö harkitsee nyt 1 000 voltin keskusvaihtosuuntaajansa vanhaa tuotetta - ei suosittele sitä uusille malleille.
”Kun päätimme tuottaa 1 500 V: n tuotteen, sanoimme:” Hei, meillä on todella vaikea käsitellä tätä O&M-kysymystä, jos siirrymme keskusinvertteriin. Kaikille asiakkaillemme todella pitää siitä merkkijono-invertterin käytettävyydestä, tehkäämme vain se ”, jokainen sanoi.
Wood Mackenzie Power & Renewablesin ”Global PV Inverter and MLPE Landscape: H1 2018” löydetyt kolmivaiheiset johdininvertterikuljetukset kasvoivat 59% vuoden takaisesta ja ylittivät keskusinvertterin lähetykset lähes 7 GW vuosina 2015 - 2017. Se havaitsi, että 2018 oli alku joustavien invertterien lisääntyneelle käyttöönotolle Yhdysvalloissa uusien 1 500 V: n kielimuunninmallien takia.
”Huomaamme, että suurempi osa asiakkaidemme tekemistä hankkeista toteuttaa niitä jousittaisen invertterin topologialla keskitason invertterien sijasta. Ja joka vuosi se prosenttiosuus näyttää kasvavan ”, jokainen sanoi.
Solectria on perinteisesti keskittynyt C&I-hankkeisiin välillä 100 kW - 20 MW, suurin osa niistä on 1-5 MW: n kaupallinen kattokatto tai pieni maahan asennettava projekti. Sen uusi 1 500 V: n kiertovaihtosuuntaaja, joka alkaa toimittaa joulukuussa 2018, on suunnattu ”I” -osaan C & I -teollisuudelle, jakeluyhteyteen, yhteisö aurinko-, yrityshankintatyyppisiin hankkeisiin.
"Jos vertaillaan 1 500 V: n ja 1 000 V: n [merkkijonoinvertterit] välillä, kustannussäästöt ovat todellisia 1 500 voltilla", jokainen sanoi. Pienemmät rakennuskustannukset, jotka johtuvat vähemmän työvoimasta kentällä, vähemmän päättymisiä ja vähemmän kaapeleita voivat auttaa asentajia voittamaan enemmän tarjouksia.
"Saat paremmat kustannukset watteja kohti moduuleissa, saat paremmat kustannukset watteja kohti, kun tarkastelet putkia ja johtoja järjestelmässä", jokainen sanoi.
Vaara: korkea jännite
Lisääntynyt jännite tarkoittaa lisääntyneitä turvallisuusvaikutuksia työntekijöille, jos jotain menee pieleen. Mutta Heacox uskoo alan koodeihin ja standardeihin.
"Standardit ja määräykset huomioivat suuremmat jännitteet, joten teoriassa ei pitäisi liittyä siihen liittyviä lisääntyneitä turvallisuusriskejä", Heacox sanoi. ”Luotan siihen todella. Ihmiset tietävät, että enemmän energiaa on vaarallisempaa. ”
John Drummond, CPS America -sovellustekniikan insinööri, lisää, että asentajien on varmasti käytettävä 1 500 V: n luokan laitteita johtimen eristyksestä volttimittariin ja kaikkialle väliin. Asentajien on myös muistettava, että työtilojen välykset ovat erilaisia 1500 V: n projekteissa.
”Tyypillisiä työtilan välyksiä 600 ja 1 000 voltilla ei voida soveltaa 1 500 voltiin. Sinun on käytettävä korkeampia aitoja, pidettävä asiat etäällä toisistaan, lisävalaistuksia ja vastaavia asioita ”, jokainen sanoi.
Vaikka Drummond ja Heacox uskovat, että 1500 V: n tekniikka on turvallista, se on silti sidottu maahan. Drummond kertoi suunnittelevansa tulevaisuutta, jossa 1500 V -järjestelmät voivat nousta myös kattoille, mutta se edellyttäisi teollisuuden hyväksyntää.
"Todella varhain ... tämäntyyppiset sovellukset olivat" aidan takana ", ja uskon, että kun muutimme 600: sta 1 000 voltiin, on samanlaista epäröintiä siirtyä 1500 voltiin kaikissa sovelluksissa", Drummond sanoi.
Jokainen ei näe, että 1500 volttia olisi koskaan sallittu asuinrakennuksen katolla turvallisuuteen liittyvien huolenaiheiden takia, mutta hän sanoi, että 1500 voltin kaupallinen kattokerroksen aurinko voi olla tulevaisuuden mahdollisuus. Kuitenkin pitkät johdot, jotka tulevat 1 500 voltilla, olisivat rajoittavia suunnitellessasi kattorakenteen kokoonpanoja. 26 - 28 paneelin sijoittaminen suoraksi ei aina ole helppoa.
”1000 V: n [kattojärjestelmissä]… saat hieman enemmän joustavuutta kattojen asettamisessa, koska kielet ovat lyhyemmät. Sinun täytyy ajaa vielä muutama johdin, mutta ainakin voit pakata katon hiukan paremmin ”, jokainen sanoi.
Korkeajännitejärjestelmät tuovat joustavuutta ja kustannussäästöjä aurinkoenergia-asentajille, ja vaihtoehdot jatkavat laajentumistaan kun innovatiivisempia 1500 V: n aurinkolaitteita tulee markkinoille.
