Aktualności

Kiedy właściciele aktywów słonecznych rozważają niezawodność swoich elektrowni słonecznych, mogą myśleć o zakupionych przez siebie najwyższej klasy modułach słonecznych lub mogą przeprowadzać kontrolę jakości modułów.Jednak falowniki fabryczne są rdzeniem działań projektu fotowoltaicznego i mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia dyspozycyjności.Należy zauważyć, że 5% koszt wyposażenia w elektrowni fotowoltaicznej może spowodować 90% przestojów elektrowni.Dla porównania, zgodnie z raportem Sandia National Laboratory z 2018 r., falowniki są przyczyną nawet 91% awarii w dużych projektach użyteczności publicznej.
Gdy jeden lub więcej falowników ulegnie awarii, wiele paneli fotowoltaicznych zostanie odłączonych od sieci, co znacznie obniży opłacalność projektu.Rozważmy na przykład projekt słoneczny o mocy 250 megawatów (MW).Awaria pojedynczego centralnego inwertera o mocy 4 MW może spowodować straty do 25 MWh/dzień lub w przypadku umowy zakupu energii (PPA) w wysokości 50 USD/dzień, strata 1250 MWh dziennie.Jeśli cały układ fotowoltaiczny o mocy 5 MW zostanie wyłączony na jeden miesiąc podczas naprawy lub wymiany falownika, utrata przychodów za ten miesiąc wyniesie 37 500 USD lub 30% pierwotnego kosztu zakupu falownika.Co ważniejsze, utrata dochodów to destrukcyjny znak w bilansie właścicieli aktywów i czerwona flaga dla przyszłych inwestorów.
Zmniejszenie ryzyka awarii falownika to coś więcej niż kupowanie z listy kandydatów finansujących producentów falowników pierwszego poziomu i wybór najniższej ceny.
Mając ponad dziesięcioletnie doświadczenie w opracowywaniu i zarządzaniu falownikami różnej wielkości dla największych producentów, mogę zapewnić, że falowniki nie są towarem.Każdy dostawca ma inny zestaw zastrzeżonych projektów, standardów projektowych, części i oprogramowania, a także wspólnych, gotowych komponentów, które mogą mieć własne problemy z jakością i łańcuchem dostaw.
Nawet jeśli polegasz na sprawdzonym modelu, który nigdy nie zawiódł w prawidłowej eksploatacji i konserwacji, nadal możesz być narażony na ryzyko.Ponieważ firmy zajmujące się falownikami są pod presją zmniejszenia kosztów produkcji, nawet jeśli porównuje się falowniki tego samego modelu, projekt będzie nadal aktualizowany.Dlatego preferowany model falownika, który był niezawodny sześć miesięcy temu, może mieć inne kluczowe komponenty i oprogramowanie układowe po zainstalowaniu w najnowszym projekcie.
Aby zmniejszyć ryzyko awarii falownika, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób falownik ulega awarii i jakie środki można podjąć, aby zmniejszyć to ryzyko.
#1 Projekt: Awaria projektu jest związana z przedwczesnym starzeniem się kluczowych elementów elektronicznych, takich jak tranzystory bipolarne z izolowaną bramką (IGBT), kondensatory, tablice kontrolne i komunikacyjne.Komponenty te są przeznaczone do określonych zastosowań i warunków, takich jak temperatura i naprężenia elektryczne/mechaniczne.
Przykład: Jeśli producent falownika zaprojektuje IGBT swojego stosu mocy tak, aby miał maksymalną temperaturę otoczenia 35°C, ale falownik pracuje z pełną mocą przy 45°C, wartość znamionowa falownika zaprojektowana przez producenta jest nieprawidłowa IGBT.Dlatego ten IGBT prawdopodobnie się starzeje i przedwcześnie ulega awarii.
Czasami producenci falowników projektują falowniki z mniejszą liczbą tranzystorów IGBT w celu obniżenia kosztów, co może również prowadzić do wyższej średniej temperatury pracy/naprężeń i przedwczesnego starzenia.Bez względu na to, jak nielogiczne, jest to wciąż trwająca praktyka, której byłem świadkiem w branży fotowoltaicznej od 10-15 lat.
Wewnętrzna temperatura robocza i temperatura komponentów falownika są kluczowymi czynnikami wpływającymi na konstrukcję i niezawodność falownika.Te przedwczesne awarie można ograniczyć dzięki lepszemu projektowi termicznemu, lokalnemu rozpraszaniu ciepła, rozmieszczeniu falowników w obszarach o niższej temperaturze oraz wyznaczeniu bardziej prewencyjnej konserwacji.
#2 Test niezawodności.Każdy producent ma dostosowane i zastrzeżone protokoły testowe do oceny i testowania falowników o różnych poziomach mocy.Ponadto skrócony cykl życia projektu może wymagać pominięcia krytycznej fazy testowania określonych zmodernizowanych modeli falowników.
#3 seria wad.Nawet jeśli producent wybierze właściwy element do właściwego zastosowania, sam element może mieć wady falownika lub dowolnej aplikacji.Niezależnie od tego, czy są to tranzystory IGBT, kondensatory czy inne kluczowe elementy elektroniczne, niezawodność całego falownika zależy od najsłabszego ogniwa w jakości jego łańcucha dostaw.Należy przeprowadzać systematyczną technologię i zapewnienie jakości, aby zmniejszyć ryzyko, że wadliwe elementy ostatecznie dostaną się do twojego panelu słonecznego.
#4 Materiały eksploatacyjne.Producenci falowników bardzo szczegółowo określają swoje plany konserwacji, w tym wymianę materiałów eksploatacyjnych, takich jak wentylatory, bezpieczniki, wyłączniki i aparatura rozdzielcza.Dlatego falownik może ulec awarii z powodu niewłaściwej lub niekonserwacji.Jednak podobnie mogą one również ulec awarii z powodu wad konstrukcyjnych lub produkcyjnych falowników innych firm lub materiałów eksploatacyjnych OEM.
#5 Produkcja: Wreszcie, nawet najlepiej zaprojektowany falownik z najlepszym łańcuchem dostaw może mieć słabą linię montażową.Te problemy z linią montażową mogą wystąpić we wszystkich aspektach procesu produkcyjnego.Kilka przykładów:
Po raz kolejny, aby utrzymać dyspozycyjność oraz krótko- i długoterminową rentowność, konieczne jest zainstalowanie sprawdzonego i niezawodnego falownika.Jako zewnętrzna firma zapewniająca jakość, China Eastern Airlines nie preferuje producentów, modeli ani uprzedzeń wobec jakiejkolwiek marki.W rzeczywistości wszyscy producenci falowników i ich łańcuchy dostaw będą od czasu do czasu mieć problemy z jakością, a niektóre problemy występują częściej niż inne.Dlatego, aby zmniejszyć ryzyko awarii falownika, jedynym niezawodnym rozwiązaniem jest spójny plan niezawodności i zapewnienia jakości (QA).
W przypadku większości klientów dużych projektów użyteczności publicznej o największym ryzyku finansowym, plan zapewnienia jakości powinien najpierw wybrać najlepszy dostępny falownik w oparciu o jego konstrukcję, architekturę, wydajność miejsca i opcje specyficzne dla projektu, które będą uwzględniać warunki panujące na miejscu , wymagania dotyczące sieci, wymagania dotyczące czasu sprawności i inne czynniki finansowe.
Przegląd umowy i przegląd gwarancji oznaczy każdy język, który może postawić właściciela aktywów w niekorzystnej sytuacji prawnej w przypadku przyszłych roszczeń gwarancyjnych.
Co najważniejsze, mądry plan zapewniania jakości powinien obejmować audyty fabryk, monitorowanie produkcji i fabryczne testy akceptacyjne (FAT), w tym kontrole wyrywkowe i testowanie jakości konkretnych falowników produkowanych dla elektrowni słonecznych.
Małe rzeczy składają się na ogólny obraz udanego projektu fotowoltaicznego.Ważne jest, aby nie zaniedbywać jakości przy doborze i instalacji falowników w projekcie fotowoltaicznym.
Jaspreet Singh jest kierownikiem serwisu inwerterów w CEA.Od czasu napisania tego artykułu został starszym menedżerem produktu Q CELLS.