Solis Semineri, Bölüm 34: Solar PV Güç Kaynağı Sistemleri

Arkaplan

Dünyanın bazı yerlerinde, güç şebekesi, dengesiz beslemeye veya “yük atma” gibi programlar vasıtasıyla, planlı kapatmalara maruz kalabilir ve bu durum bilinmeyen bir süre sürebilir. Bu süre zarfında, standart bir şebekeye bağlı güneş PV sistemi de kapanacaktır. Bu geçici, ancak genellikle uzun süreli elektrik kesintileri esnasında, bir solar PV sisteminin çalışmaya devam etmesini nasıl sağlayabiliriz?

Bu Solis semineri, size solar PV + dizel jeneratör hibrit sistem çözümünü ve ilgili konuların tartışılmasını getirmektedir.

Şekil 1: PV+ dizel jeneratör hibrit sistemi

Çözüm 1: Düşük Kapasiteli, Sabit Yüklü ve ani yüksek talep dönemleri olmayan Güç Kaynağı Sistemleri.

İnvertörün kendi ayarları ve akıllı uyarlanabilirliği ile PV santralini jeneratör işletim sistemine bağlayabiliriz.

Şekil 2: Kontrolörsüz PV+ dizel hibrit sistem çözümü

Sistem topolojisi Şekil 2'de gösterilmektedir. Dizel jeneratör sisteminden oluşan sanal şebekeye, kendisinin kendiliğinden uyumlu ve ayar yetenekleri ile bağlı invertör. Çözüm basit ve stabildir; ek ekipman veya maliyet gerektirmez.

Sadece invertörün aşağıdaki gibi ayarlanmasına ve ayarlanmasına ihtiyacımız bulunmaktadır:

1. İnvertörün şebekeye bağlı standardını, jeneratörle eşleşen standartla değiştirin

2. İnvertörün frekans uyumluluk aralığı 47~52Hz'ye düşürülmelidir.

3. İnvertörün “Frekans Düşürme” fonksiyonunu açın

4. İnvertörün “Volt-Watt” fonksiyonunu açın

Örnek Sistem 1

Yeşil enerji üretimini teşvik etmek ve "karbon zirvesi ve karbon nötrlüğü" misyonunu kademeli olarak gerçekleştirmek için Çin, 2021'de katı elektrik kısıtlama önlemleri uygulamıştır ve yüksek enerji tüketen birçok fabrika bundan etkilenmiştir.

Buradaki örnek, Zhejiang Eyaleti, Ningbo'da bulunan bir elektrikli cihaz üreticisidir. Şirketin, 17 x Solis 60kW şebekeye bağlı invertör kullanan ve dört şebeke bağlantı noktasından şebekeye bağlı olan, 1MW'lık bir güneş enerjisi santrali bulunmaktadır.

Enerji kısaltmasından etkilenen tesisin bir kısmı ve şebekeye bağlı PV sistemi kapatılmıştır. Bu durum, montaj hattı atölyesinin güç kaynağı ihtiyacını yaklaşık 270kW etkilemiştir. Şirketle birlikte çalışan Solis mühendisleri, sahada 350kW dizel jeneratör sistemi ile birlikte çalışacak şekilde 3 x 60kW invertör kullanmaktadır. Bu PV sisteminin çıkış gücü 150kW'dır ve yükün maksimum PV kullanım oranı %50'ye ulaşarak yakıt giderlerinden tasarruf etme hedefine ulaşmıştır.

Şekil 3: Sahada PV+ dizel jeneratör seti hibrit güç kaynağı şeması

Şekil 4: Dizel jeneratörün sahadaki konumu

Özet

Bu şema, invertörün uyarlanabilir ayar kapasitesi sayesinde, PV + jeneratörler şeklinde kilovat-saat başına elektrik maliyetini azaltabilir. Ancak, PV kapasite oranının çok büyük olmaması ve yükün sabit olması gerektiği senaryolar da bulunmaktadır. Bu çözüm, büyük yük dalgalanmaları için uygun değildir. Sistem kararlılığını sağlamak üzere, PV kapasite oranının toplam güç kaynağının %40'ından az olması gerekir.

Çözüm 2: Büyük Ani Yüklere ve büyük PV kapasite oranına sahip Güç Kaynağı Sistemleri

Bunlar, genellikle daha yüksek oranda sahada PV kapasitesi (%70'den fazla) gerektirir ve solar PV, jeneratör ve yük arasındaki dengeyi ayarlamak için sistem kontrolünü ve iletişim ekipmanını tanıtmanız gerekir.

Şekil 5: Kontrolörlü PV+ dizel hibrit sistem çözümü

Bu çözüm, koordineli kontrol için DEIF'in AGC kontrolörünü ve Solis invertörlerini kullanır. 16 adede kadar solar invertör ile birlikte, 1 veya 2 dizel jeneratörü destekler. Şebekeye bağlı, şebekeden bağımsız kombinasyonlar ve diğerleri gibi çoklu çalışma modlarını destekleyebilir. Bu nedenden ötürü, daha fazla ölçeklenebilirliğe ve esnekliğe sahiptir ve birçok uzak alan, ada bölgesi ve sabit şebekenin çok az olduğu veya hiç olmadığı bölgeler için güçlü bir sistem seçimidir.

Örnek Sistem 2

Brezilya'da bulunan bu örnek, 500kW'lık bir solar PV sistemini entegre etmek ve kontrol etmek için DEIF'in AGC 150 hibrit kontrolörünü kullanmaktadır. Solar sistem, Solis-50K invertörlerini kullanır ve ardından fabrikanın 430kW ~470kW yüküne güç sağlamak için 500kW dizel jeneratör sisteminden oluşan sanal bir şebekede birleşir.

Yeterli güneş ışığı ile solar PV, %70'den fazlasına tekabül eden 360kW'ya kadar güç sağlayabilir.

Özet

Bu çözüm, ekstra kontrolörlerin eklenmesiyle yük güç tüketimini karşılamak üzere, sistemdeki invertörlerin ve jeneratörlerin çıkışını etkin bir şekilde koordine edebilir ve yönetebilir. Ayrıca, yakıtla çalışan enerji tüketimini azaltmak için PV sistemi tarafından üretilen enerjiyi en maksimuma çıkarabilir. Sonuç olarak, sistem daha kararlıdır ve ani değişiklikleri olan ağır yüklerin uygulama senaryosuna uyum sağlayabilir. Solar PV kapasitesi, toplam güç kaynağının %70 ile %80'ini sağlayabilir ve MW seviyesinde hibrit güç kaynağı sistemini kolayca gerçekleştirebilir.