Font: solarpowerworldonline
Des que es van mencionar sistemes de 1.500 V de muntanya a terra al Codi Elèctric Nacional del 2017, els fabricants han estat treballant intensament en plaques solars, inversors i 1.500 V de qualitat nominal. Els equips solars de més alta tensió permeten als instal·ladors condensar sistemes alhora que aconsegueixen la mateixa sortida d’energia.
La secció 690.7 de la NEC del 2017 va establir per primera vegada que els sistemes de muntatge a terra poden tenir una tensió màxima de 1.500 V. Els sistemes de gran utilitat ja havien començat a canviar a 1.500 volts els anys anteriors a aquest codi a causa de diferents requisits estàndards, però el codi actualitzat obre la possibilitat de 1.500 volts per a petits projectes d’escala d’utilitat i els inversors d’alta tensió que s’adapten bé al mercat.
El "full de ruta internacional de la tecnologia per a fotovoltaica (2017) de 2017 va posar de manifest la tendència de la tensió del sistema que va passar de 1.000 volts a 1.500 volts. L'estudi va trobar que a partir del 2020, el mercat de 1.500 V serà superior al 30% i que la tensió assolirà una quota de mercat superior al 50% a partir del 2025.
Què és el sistema solar de 1.500 volts
Un augment de 500 volts permet als contractistes condensar sistemes perquè cada inversor pot processar més energia. Es poden connectar més panells en sèrie per fer cadenes més llargues. Es necessiten menys cables. Es necessiten menys inversors perquè poden acceptar més potència. Però un sistema de 1.500 V només pot funcionar si es calcula que tots els components funcionen a 1.500 V.
La majoria de fabricants de plaques solars han començat a actualitzar els seus panells utilitzats en projectes d’escala d’utilitat a 1.500 V. Jeff Juger, director de desenvolupament de negocis de JinkoSolar, va explicar que els instal·ladors solars encara necessitaran el mateix nombre de panells totals per assolir el wattage previst en 1.500. -Sistema V., menys cadenes de panells. Per exemple, si la tensió d’un mòdul en circuit obert (Voc) és de 45 VCC, llavors un sistema de 1.000 V permet 22 mòduls (1.000 / 45) en una cadena mentre que un sistema de 1.500 V permet 33 mòduls (1.500 / 45) en un corda.
El cost dels mòduls de 1.500 V és essencialment el mateix que els panells de baixa tensió, tot i que es fan servir materials lleugerament diferents. Juger va dir que l'únic problema amb aquests panells actualitzats és la possibilitat més gran de degradació induïda o PID.
"L'alta tensió pot generar risc de PID, on els ions migren de les cèl·lules al marc del mòdul, donant lloc a fuites actuals", va dir Juger. "Jinko va ser el primer a oferir un mòdul lliure de PID enquadrat i no ha tingut problemes amb PID en els seus mòduls de 1.500 V."
Cost de les unitats actuals
Els sistemes de major tensió són més barats perquè es necessiten menys materials, des de grans coses com inversors fins a petites coses com cables i desconnectar. Això passa perquè el corrent, que és inversament proporcional a la tensió, baixarà a mesura que augmentin les tensions. La mida del conductor pot disminuir perquè el corrent és menor i els costos disminueixen amb la mida del conductor.
"L'adagi que tenim aquí costa unitats actuals", va dir Eric Every, responsable de producte de Yaskawa - Solectria Solar. "Com més alta sigui la tensió, menys material de mercaderia real ha de comprar."
Totes les dites que passen d’un sistema de 1.000 V a 1.500 V volen simplement fer l’aïllament del fil una mica més gran, alhora que baixa en tensió i corrent requereix més material de coure real als cables. Utilitzar més coure és costós en el cas de projectes de multi-megawatt, per la qual cosa utilitzar menys coure amb sistemes de 1.500 V és una opció de benvinguda per a desenvolupadors i instal·ladors solars a gran escala.
Grans sistemes, grans guanys
L’estalvi de costos de 1.500 V és el més important quan es desplega a gran escala. És per això que els inversors centrals de 1.500 V es converteixen en l’opció dominant i bàsicament exclusiva per a les noves instal·lacions a gran escala d’utilitat als Estats Units, mentre que els inversors de cadena de 1.500-V acaben entrant al mercat per servir projectes d’utilitat més petita.
"Amb aquest canvi a 1.500 volts, obtindreu inversors més potents", va dir Carlos Lezana, màrqueting i comunicacions per a solar per a Ingeteam, que fabrica inversors de corda i centrals. "Si desenvolupeu [una central elèctrica de 100 MW] amb un inversor central de 1.500 V, necessitareu menys unitats [i] menys inversors que si ho feu amb inversors de 1.000 V".
Menys inversors centrals significa menys mà d'obra i menys caixes de combinació necessàries per consolidar cables en aquestes instal·lacions d'alta tensió. Menys inversors també significa menys tècnics necessaris per solucionar els problemes després de la posada en marxa.
"Quan teniu menys inversors, es redueixen tots aquests costos, els costos laborals", va dir Lezana.
Tot i que passar a 1.500 volts comporta molts avantatges, també hi ha desavantatges. Més tensió que passa per menys inversors centrals significa més pèrdua de potència si falla un inversor.
"Evidentment, si teniu menys inversors, és perquè cadascun d'ells gestiona més potència, així que si es baixa, aleshores es perd més potència", va dir Lezana. "Tots els fabricants d'inversors fotovoltaics tenen una taxa de fallada. Heu d’assegurar-vos que els vostres proveïdors, o l’empresa que s’encarrega de les operacions i el manteniment, seran molt ràpids en la resposta, perquè voleu que la vostra central funcioni a tota potència, com molts. hores com sigui possible. "
Introduïu inversors de cadena de 1.500 V
Els inversors de cadena de 1.500 V V van entrar al mercat a escala d’utilitat fa aproximadament un any, però tenen més sentit per a projectes solars comunitaris més petits.
Per exemple, amb una central elèctrica de 20 MW, els EPC podrien utilitzar cinc o sis inversors centrals de 1.500 V o centenars d’inversors de cadena de 1.500 V. L’elecció es reduiria al cost general i a la facilitat de servei, però és clar que els grans projectes a escala d’utilitat encara podrien seguir amb inversors centrals.
"Si feu 100 MW, no estic segur que tingui sentit utilitzar inversors de cadena", va dir tots. "Hi posarem un projecte al respecte, però és probable que el client triï els centrals perquè podrà tenir aquesta granularitat."
La facilitat de servei dels inversors de cadena en general fa que els inversors de cadena de 1.500 V siguin una opció atractiva per a sistemes d’escala d’utilitat més petita.
Si un falla, només una cadena es veu afectada i es pot canviar fàcilment per a una nova unitat sense gaire retard. Els inversors centrals encara són més barats que la cadena en termes de cèntims per vat en els grans projectes a escala d’utilitat, però la cadena pot guanyar per una facilitat de servei, sobretot quan la tensió més elevada s’aconsegueix.
"La recuperació és molt més ràpida en cadena. Només cal fer una senzilla substitució per unitats de recanvi que hi hagi al lloc. Es pot fer una substitució en mitja hora, de manera que es recupera ràpidament ”, va dir Ed Heacox, director general de CPS America.
Per aquest fet, Solectria ha optat per apropar-se al mercat de 1.500 V amb només inversors de corda. La companyia està considerant el seu inversor central de 1.000 V en un producte llegat, que no el recomana per a nous dissenys.
"Quan vam decidir produir un producte de 1.500 V, vam dir: 'Hola, tindrem un moment molt difícil amb aquest problema O&M si anem amb un inversor central. A tots els nostres clients els agrada molt la facilitat de servei d'aquest inversor de cadenes, fem això ", va dir cada un dels clients.
Wood Mackenzie Power & Renewables '"Global PV Inverter i MLPE Landscape: H1 2018" va trobar que els enviaments d'inverters trifàsics van créixer un 59% interanual i van superar els enviaments d'inverter central en gairebé 7 GW entre 2015 i 2017. Es va trobar que el 2018 va ser el començament de l’adopció més gran d’inversors de cadena als Estats Units a causa dels nous models d’inversors de cadena de 1.500 V.
"Estem descobrint que un percentatge més gran dels projectes que fan els nostres clients ho estan implementant amb una topologia d'inversors de cadena en contraposició als inversors centrals. I cada any sembla augmentar aquest percentatge ", va dir cada un.
Solectria s’ha centrat tradicionalment en projectes de C i I d’entre 100 kW i 20 MW, amb la majoria d’entre els terrats comercials d’1 a 5 MW o petits projectes de terra. El seu nou inversor de corda de 1.500 V que començarà a enviar-se el desembre de 2018, tindrà com a objectiu la part "I" de C&I: projectes industrials, connectats a la distribució, solars comunitaris, contractació corporativa.
"Si es compara una comparació entre 1.500-V i 1.000-V [inversors de cadena], l'estalvi de costos és real per als 1.500 volts", va dir. El menor cost de construcció que resulta de menys mà d'obra al camp, menys terminacions i menys cablejat pot ajudar als instal·ladors a guanyar més ofertes.
"Obteniu un millor cost per watt en els vostres mòduls, obteniu un millor cost per watt quan mireu el tub i el filferro del sistema", va dir.
Perill: Alt voltatge
L’augment de tensió significa conseqüències de seguretat més grans per als treballadors si alguna cosa va malament. Però Heacox té fe en els codis i estàndards de la indústria.
"Les normes i les regulacions tenen en compte tensions més altes, de manera que teòricament no hi hauria d'haver augmentat cap risc de seguretat relacionat amb això", va dir Heacox. "Realment confio en això. La gent sap que més energia és més arriscada. "
John Drummond, enginyer en aplicacions de CPS America, afegeix que els instal·ladors han d’assegurar-se d’utilitzar equips classificats a 1.500 V, des de l’aïllament de cables fins als voltímetres i a tot arreu. Els instal·ladors també han de recordar que els espais oberts són diferents per als projectes de 1.500 V.
"Els espais oberts d'espais de treball típics de 600 i 1.000 volts no són aplicables a 1.500 volts. Heu d'utilitzar tanques més altes, mantenir les coses espaiades més lluny, afegir il·luminació addicional, així com ", deien tots.
Tot i que Drummond i Heacox creuen que la tecnologia de 1.500 V és segura, però continua estant relacionada amb el terreny. Drummond va dir que preveu un futur en què els sistemes 1.500-V puguin pujar a les teulades, però requeriria l’acceptació de la indústria.
"Realment ben aviat ... aquest tipus d'aplicacions eren" darrere de la tanca ", i crec que igual que passàvem de 600 a 1.000 volts, és el mateix tipus de vacil·lació per passar a 1.500 volts per a totes les aplicacions", va dir Drummond.
Tots no veuen que mai s'hagin permès 1.500 volts als terrats residencials per problemes de seguretat, però va dir que el solar solar de sostre comercial de 1.500 V podria ser una possibilitat futura. Tanmateix, les llargues cadenes amb 1.500 volts estarien limitant a l’hora de dissenyar configuracions de matriu del terrat. No sempre és fàcil posar 26 a 28 panells en línia recta.
"En sistemes de teulat a 1.000 V ... ... obteniu una mica més de flexibilitat en la forma de posar els vostres terrats perquè les vostres cadenes són més curtes. Heu de funcionar un parell de fils més, però com a mínim podeu empaquetar el sostre una mica millor ", va dir cada un.
Els sistemes solars d’alta tensió aporten flexibilitat i estalvi de costos als instal·ladors solars, i les opcions continuaran expandint-se a mesura que els equips solars més innovadors de 1.500 V vagin al mercat.
