Kun aurinkovoimaloiden omistajat harkitsevat aurinkovoimaloidensa luotettavuutta, he saattavat ajatella ostamiaan ensiluokkaisia aurinkomoduuleja tai suorittaa moduulien laadunvarmistuksen.Tehtaan invertterit ovat kuitenkin aurinkoprojektin toiminnan ydin ja kriittisiä käyttöajan varmistamisen kannalta.On huomioitava, että 5 %:n laitekustannus aurinkovoimalaitoksessa voi aiheuttaa 90 % voimalaitoksen seisokeista.Vertailun vuoksi: Sandia National Laboratoryn vuoden 2018 raportin mukaan invertterit ovat syynä jopa 91 %:iin suurten sähköhankkeiden vioista.
Kun yksi tai useampi invertteri epäonnistuu, useat aurinkosähköjärjestelmät irrotetaan verkosta, mikä heikentää merkittävästi projektin kannattavuutta.Harkitse esimerkiksi 250 megawatin (MW) aurinkoprojektia.Yhden 4 MW:n keskusinvertterin vikaantuminen voi aiheuttaa häviöitä jopa 25 MWh/vrk tai sähkönostosopimuksen (PPA) 50 $/vrk:n häviö 1250 MWh/vrk.Jos koko 5 MW:n aurinkosähköjärjestelmä sammutetaan kuukaudeksi invertterin korjauksen tai vaihdon aikana, tulonmenetys kyseiseltä kuukaudelta on US$37 500 eli 30 % invertterin alkuperäisestä hankintahinnasta.Vielä tärkeämpää on, että tulonmenetys on tuhoisa merkki omaisuuden omistajien taseessa ja punainen lippu tuleville sijoittajille.
Invertterivian riskin vähentäminen on enemmän kuin vain ostamista ykköstason invertterivalmistajien rahoittajilta ja valita alhaisin hinta.
Minulla on yli kymmenen vuoden kokemus erikokoisten invertterien kehittämisestä ja hallinnasta suurille valmistajille, joten voin vakuuttaa, että invertterit eivät ole hyödykkeitä.Jokaisella toimittajalla on erilainen sarja patentoituja suunnitelmia, suunnittelustandardeja, osia ja ohjelmistoja sekä yleisiä valmiita komponentteja, joilla voi olla omat laatu- ja toimitusketjunsa ongelmat.
Vaikka luottaisitkin todistettuun malliin, joka ei ole koskaan epäonnistunut asianmukaisessa käytössä ja kunnossapidossa, saatat silti olla vaarassa.Koska invertteriyrityksillä on ollut paineita vähentää valmistuskustannuksia, vaikka saman mallin inverttereitä verrattaisiinkin, suunnittelua jatketaan.Siksi suositeltavassa vaihtosuuntaajamallissa, joka oli luotettava kuusi kuukautta sitten, voi olla erilaisia avainkomponentteja ja laiteohjelmistoa, kun se on asennettu uusimpaan projektiisi.
Taajuusmuuttajan vian riskin pienentämiseksi on tärkeää ymmärtää, miten invertteri vioittuu ja mitä toimenpiteitä voidaan toteuttaa näiden riskien vähentämiseksi.
#1 Suunnittelu: Suunnitteluvirhe liittyy keskeisten elektronisten komponenttien, kuten eristettyjen bipolaaristen transistorien (IGBT), kondensaattoreiden, ohjauskorttien ja tietoliikennekorttien, ennenaikaiseen vanhenemiseen.Nämä komponentit on suunniteltu tiettyihin sovelluksiin ja olosuhteisiin, kuten lämpötilaan ja sähköiseen/mekaaniseen rasitukseen.
Esimerkki: Jos invertterin valmistaja suunnittelee sen tehopinon IGBT:n nimellisarvoltaan enintään 35 °C:n ympäristön lämpötilaan, mutta invertteri toimii täydellä teholla 45 °C:ssa, valmistajan suunnittelema invertterin luokitus on virheellinen IGBT.Siksi tämä IGBT todennäköisesti vanhenee ja epäonnistuu ennenaikaisesti.
Joskus invertterivalmistajat suunnittelevat inverttereitä, joissa on vähemmän IGBT:itä vähentääkseen kustannuksia, mikä voi myös johtaa korkeampaan keskimääräiseen käyttölämpötilaan/rasitustilaan ja ennenaikaiseen vanhenemiseen.Huolimatta siitä, kuinka epäloogista, tämä on edelleen jatkuva käytäntö, jonka olen nähnyt aurinkoteollisuudessa 10-15 vuoden ajan.
Invertterin sisäinen käyttölämpötila ja komponenttien lämpötila ovat keskeisiä näkökohtia invertterin suunnittelussa ja luotettavuudessa.Näitä ennenaikaisia vikoja voidaan vähentää paremmalla lämpösuunnittelulla, paikallisella lämmönpoistolla, invertterien käyttöönotolla alhaisemman lämpötilan alueilla ja lisäämällä ennaltaehkäisevää huoltoa.
#2 Luotettavuustesti.Jokaisella valmistajalla on räätälöidyt ja omat testiprotokollat eri tehotasojen invertterien arvioimiseksi ja testaamiseksi.Lisäksi lyhennetty suunnittelun elinkaari saattaa edellyttää tiettyjen päivitettyjen invertterimallien kriittisen testausvaiheen ohittamista.
#3 virhesarja.Vaikka valmistaja valitsisi oikean komponentin oikeaan sovellukseen, itse komponentissa voi olla vikoja invertterissä tai missä tahansa sovelluksessa.Olipa kyseessä IGBT:t, kondensaattorit tai muut keskeiset elektroniset komponentit, koko invertterin luotettavuus riippuu sen toimitusketjun laadun heikoimmasta lenkistä.Järjestelmällinen tekniikka ja laadunvarmistus on suoritettava, jotta voidaan vähentää vaaraa, että vialliset tuotteet päätyvät lopulta aurinkopaneeliin.
#4 Kulutustarvikkeet.Invertterivalmistajat ovat hyvin tarkkoja huoltosuunnitelmistaan, mukaan lukien kulutusosien, kuten puhaltimien, sulakkeiden, katkaisijoiden ja kytkinlaitteiden, vaihtaminen.Tästä syystä invertteri voi epäonnistua virheellisen tai puutteellisen huollon vuoksi.Ne voivat kuitenkin myös epäonnistua kolmannen osapuolen invertterien tai OEM-kulutusosien suunnittelu- tai valmistusvirheiden vuoksi.
#5 Valmistus: Lopuksi jopa parhaiten suunnitellulla invertterillä, jolla on paras toimitusketju, voi olla huono kokoonpanolinja.Näitä kokoonpanolinja-ongelmia voi esiintyä kaikissa valmistusprosessin osissa.Joitain esimerkkejä:
Jälleen kerran, käytettävyyden sekä lyhyen ja pitkän aikavälin kannattavuuden ylläpitämiseksi on välttämätöntä asentaa todistettu ja luotettava invertteri.Kolmannen osapuolen laadunvarmistusyhtiönä China Eastern Airlines ei suosi valmistajia, malleja tai ennakkoluuloja mitään merkkiä kohtaan.Tosiasia on, että kaikilla invertterivalmistajilla ja niiden toimitusketjuilla on ajoittain laatuongelmia, ja jotkut ongelmat ovat yleisempiä kuin toiset.Siksi taajuusmuuttajan vian riskin vähentämiseksi ainoa luotettava ratkaisu on johdonmukainen luotettavuus- ja laadunvarmistussuunnitelma (QA).
Laadunvarmistussuunnitelmassa tulee valita useimpien suurten sähköprojektien asiakkailla, joilla on suurin taloudellinen riski , verkkovaatimukset, käyttöaikavaatimukset ja muut taloudelliset tekijät.
Sopimuksen tarkistus ja takuutarkistus merkitsevät kaikki kielet, jotka voivat asettaa omaisuuden omistajan oikeudellisesti epäedulliseen asemaan tulevissa takuuvaatimuksissa.
Mikä tärkeintä, viisaan laadunvarmistussuunnitelman tulisi sisältää tehdasauditointi, tuotannon seuranta ja tehtaan hyväksyntätestaus (FAT), mukaan lukien pistokokeet ja tiettyjen aurinkovoimaloita varten valmistettujen invertterien laadun testaus.
Pienet asiat muodostavat kokonaiskuvan onnistuneesta aurinkoprojektista.On tärkeää olla laiminlyömättä laatua, kun valitset ja asennat invertteriä aurinkoprojektiisi.
Jaspreet Singh on CEA:n invertteripalvelupäällikkö.Tämän artikkelin kirjoittamisen jälkeen hänestä on tullut Q CELLSin vanhempi tuotepäällikkö.
Postitusaika: 5.5.2022