A NAPENERGIAINGO.HU portál közzéteszi Ing. Vítězslav Benda professzor cikkének a folytatását, ez az írás az 1. részhez – a fotovoltaikus erőművek tervezésekor leggyakrabban előforduló hibák – kapcsolódik.
1 Modulok bekötése – stringelés
A modulok láncolatba kapcsolása során előforduló hibák elsősorban a bonyolultabb fényviszonyok közepette működő rendszereknél gyakoriak – tagolt tetőzetnél vagy eltávolíthatatlan árnyékforrás (például gyárkémény) esetén. Általánosságban az érvényes, hogy a közös váltóirányítóhoz (MPP trackerhez) kapcsolt minden egyes stringnek egyforma fényviszonyokat kellene biztosítani, valamint egyező teljesítményű panelekből kellene állnia. Gyakori hiba tehát különböző teljesítményű stringek párhuzamos bekötése egy váltóirányítóhoz (váltóirányító bemenetéhez). Centrális váltóirányítók esetében ez a gyakorlat megkerülhetetlen – már csak azon oknál fogva is szükséges, mert az alsó sort a téli üzemeltetés során árnyékolni kell. Ilyen esetben ún. visszáram-diódák használata ajánlott. Sorba rendezett félvezető diódákról van szó, amelyeket a stringek bekapcsolása előtt a váltóirányító elágazó dobozában helyeznek el. Ezek a diódák akadályozzák meg a visszaható áram áramlását a kisebb teljesítményű láncolatokban. A gyártó néha csak olvadó biztosítékok használatát ajánlja. E módszernek van egy alapvető hátránya, ezért a visszaható áram létrejötte érdekében átmenetileg megteremtett feltételek esetében a biztosíték túlhevül, s ezáltal tartósan megszakad az elvezetés, miközben a visszáram–dióda megakadályozza az áram létrejöttét, majd a feltételek megváltozását követően a megrongálódott láncolat számára ismét lehetővé teszi, hogy a legnagyobb teljesítményét adja. Sajnos, a centrális váltóirányítóval ellátott csehországi fotovillamos erőművek zöme csak biztosítékot használ védelemként.
2 Szerelési hibák – a fotovoltaikus modulok kezelése
„A csigautaknak (7. kép) köszönhetően ma sok fotovillamos erőmű elárulja, hogyan kezelték a modulokat az előkészítés során és az azt követő szereléskor.”
7. kép
A szokványos szilíciumkristályos fotovoltaikus panel szerkezete egy üveg fedőlapból, EVA fóliarétegből, fotovillamos elemből, további EVA fóliarétegből és a hátoldalt fedő fóliából áll. Ez az összeállítás a törés ellen nagyon jó védelmet biztosít az elemeknek. Mindazonáltal – tekintettel az elemek nagy törékenységére – ez a védelem nem feltétlenül elégséges. A moduloknak elsősorban az egy helyre gyakorolt, ismételt nyomás árt (például az, ha a fotovoltaikus panelt a feje tetejére állítva szállítják), továbbá az ismétlődő vibrálás és acsavaró-igénybevétel (itt főként a konstrukciós hibák jelentkeznek), valamint az erős ütések és a keret terhelése (például szállítás közben). Mindezen terhelés szabad szemmel láthatatlan repedéseket okozhat a paneleken. Az utóbbi időben sok fotovoltaikus erőműnél jelentkezik a „csigautak“ néven ismert jelenség. Jelen ismereteink szerint ezt a jelenséget éppen a paneleken keletkező repedésekkel hozzák összefüggésbe. A megrepedt elemek elektrolumineszcencia vagy termovíziós mérés segítségével is megtalálhatók, ezekkel azonban cikkszorozatunk egy következő részében foglalkozunk.
Az, hogy a repedések milyen hatást gyakorolnak a teljesítményre, mindig a repedések típusától és számától függ. Tekintettel arra a tényre, hogy a fotovoltaikus erőmű élettartama során nem kerülhető el repedések keletkezése, azok hatását a modulgyártók beszámítják a teljesítmény garantált csökkenésébe, így a repedések kis száma nem szolgáltathat okot a reklamáláshoz. A fotovillamos erőművek építésekor keletkező hibák szempontjából azonban előfordulhat, hogy például a modulok nem megfelelő kezelése miatt nagyobb repedések is keletkezhetnek, s azok tovább növekedhetnek. Ezek a repedések pedig már a teljesítményre is hatást gyakorolnak. Az ilyen repedések a modulon forró helyek (hot spotok) létrejöttéhez vezethetnek.
További, a fotovoltaikus erőművek szerelési és karbantartási munkálatai során viszonylag gyakran előforduló hiba a terhelés alatt álló konnektor szétkapcsolása. Itt elengedhetetlenül szükséges mindig kikapcsolni az adott láncolatot – a legjobb a váltóirányító leállításával –, majd lekapcsolni a stringet az esetleges további párhuzamos ágazatokról a megszakító segítségével vagy a biztosíték kiiktatásával. Csak ezután kerülhet sor az egyes konnektorok szétkapcsolására. E lépéssorozat be nem tartása esetén kiégnek és destruálódnak a konnektorok kontaktusai. E destrukciónak nem kell azonnal fatális módon jelentkeznie – előfordulhat, hogy csak növeli a összeköttetés átmeneti ellenállását. Mindennek a konnektorok hőterhelése és a műanyag részek deformálódása az eredménye (lásd a 4. képet, 2. rész).
3 Rendszerirányítás
Gyakori tervezési hiba az is, hogy nem megfelelő módon végzik el a fotovillamos erőművek monitoringját. Az alapvető monitoring zömmel a váltóirányítók szintjén történik. Ez azonban akkor már nem elégséges, ha nagyobb számú párhuzamos ágat kapcsolunk össze. Ésszerű kompromisszumnak tűnik a feszültség, az áram és a maximum 100–130 modulból álló csoport teljesítményének a monitoringja. Vagyis a váltóirányító körülbelül 12 kWp-s teljesítményéig. Nagyobb teljesítmények esetében ajánlott bevezetni az egyes csoportoknak, sőt, maguknak a stringeknek a monitoringját. Itt elég mérni a láncolaton átvezető áramot. Gyakori hiba a nem kellőképpen védett adatvezetékek használata. Az a helyes, ha az adatvezetéket elektromágneses zavarás ellen védik – twistelt vagy még jobb esetben árnyékolt kábelek használatával. Szükséges továbbá tanácsot kérni a használt vezetők UV-sugárzással szembeni ellenállóképességgel és a mechanikus rongálódás elleni védelemmel kapcsolatban (lásd a 3. képet – UV-sugárzás, hő és víz). Nem utolsósorban a villámcsapás ellen is szükséges védeni a fotovillamos rendszert.
Ez a védelem elsősorban a túlfeszültség elleni védelem megfelelően koordinált rendszere által biztosítható. Ebben az esetben – tekintettel a tervezők kezdeti tapasztalatlanságára – elsősorban a védelmi rendszer koordinációja terén tapasztalhatók súlyos hibák: például hiányzik a első fokú védelem, és így a váltóirányítókban lévő, integrált védelem nem elégséges a túlfeszültségi pulzus energiájának a felfogásához, aminek a váltóirányító belépő áramköreinek a destrukciója a következménye.
A konstrukció kialakítása és a fotovoltaikus rendszerből való adatgyűjtés tervezése során előforduló további hiba a nem elégséges szoftveres ellátottság. Az esetek többségében a költségmegtakarítás miatt későbbre halasztották az adatok értékelését, s így az már meg sem valósult. Sajnos, éppen a monitoringból származó adatok időbeni megértése az alapja annak, hogy sikerüljön megelőzni a fotovillamos erőmű üzemen kívül helyezése miatti károkat.
4 Befejezés
A cikk a fotovoltaikus erőművek projektálása során keletkező egyes alapvető hibákat határozza meg, valamint azzal foglalkozik, hogy ezek milyen következményekkel járnak a fotovillamos erőművek jövőbeni működésére tekintettel. Jelenleg már nem jelent gondot olyan céget megbízni a tervezési munkálatokkal, amely építményt, tehát tapasztalatot tud felmutatni referenciaként. A fotovoltaika szakterülete azonban fejlődik tovább, s új rendszerek jelennek meg. Várható tehát, hogy – ha kisebb mértékben is, de állandóan – megjelennek majd rossz minőségben megtervezett rendszerek. Példaként említhetők a különféle, szakszerűtlenül telepített wattrouterek és a hibrid rendszerek nem megfelelő nagyságúra tervezett elemei. Ebben az esetben az érvényes, hogy a jó tervezőnek, illetve tervezőirodának folyamatosan meg kellene ismernie a piaci újdonságokat, visszacsatolások formájában információkat kellene szereznie a már megvalósított telepítésekről, valamint rendszeresen képzésben kellene részesítenie az alkalmazottait – például főiskolákkal és a fotovoltaikával foglalkozó intézetekkel együttműködve. Csak így őrizhető meg a kapcsolat a piaccal, csupán így lehet helytállni a konkurenciaharcban.
Link: napenergiainfo.hu
Forrás: napenergiainfo.hu
