الزامات فنی در سمت DC نیروگاه های فتوولتائیک

این مقاله در تاریخ 

بروز شده است

اهمیت قسمت DC یک نیروگاه فتوولتائیک برای همه متخصصین نیروگاه‌های خورشیدی واضح است. هر چند در عمل به ندرت این موضوع به درستی برای سرمایه‌گذاران و مالکان این نیروگاه‌ها  توضیح داده شده است. اهمیت بخش DC نیروگاه‌ها وقتی دوچندان می شود که بدانیم بیشترین ریسک‌ها و مخاطرات حین نصب و بهره‌برداری از این نیروگاه‌ها در سمت DC رخ می‌دهد. در واقع ولتاژ بالاتر نیروگاه در سمت DC و ماهیت ولتاژ جریان مستقیم این امر را باعث شده است. بنابراین اگر قصد احداث نیروگاه خورشیدی دارید حتما این مطلب را به طور کامل مطالعه فرمایید.

اهمیت قسمت DC در سیستم های فتوولتائیک

پرواضح است که پنل‌های فتوولتائیک انرژی الکتریکی را در ولتاژ DC تولید می‌کنند. در حالت عادی ولتاژ تولیدی هر پنل مجزا در حالت مدار باز چندان بالا نمی‌باشد(طبیعتا این موضوع به مشخصات پنل بستگی دارد) و این ولتاژ در بالاترین حالت از مقدار چند ده ولت تجاوز نخواهد کرد). بنابراین در این سطوح از ولتاژ نگرانی چندانی وجود ندارد هرچند که همین مقادیر ولتاژ نیز می‌تواند بنا به شرایطی خطرآفرین باشد.

در نیروگاه‌های فتوولتائیک (آفگرید یا آنگرید) به ندرت اتفاق می‌افتد که یک پنل به صورت مجزا  انرژی تولیدی خود را برای مصرف به اینورتر منتقل کند. عموما تعداد زیادی از پنل‌ها به صورت سری یا موازی قرار گرفته و در نهایت انرژی تولیدی خود را به اینورتر می‌رسانند. این امر دو دلیل اصلی دارد : ۱- کاهش تعداد اتصالات ورودی به اینورتر   ۲- افزایش بازدهی و کاهش تلفات سیستم.

اجزای اصلی تشکیل دهنده قسمت DC سیستم های فتوولتائیک

رشته پنل ها (strings)

رشته‌ها مهمترین اجزای سمت DC در سیستم های فتوولتائیک می باشند. هر رشته پنل از تعداد پنل خورشیدی تشکیل شده است که به صورت سری به یکدیگر متصل شده و نهایتا انرژی تولیدی خود را به اینورتر منتقل می‌کنند. این که چه تعداد پنل خورشیدی در یک رشته به صورت قرار می‌گیرند به مشخصات فنی اینورتر و البته مشخصات جغرافیایی محل نصب نیروگاه بستگی خواهد داشت. اما منافع طرح ایجاب می‌کند حداکثر تعداد پنل ها را با یکدیگر سری کرد. این امر ضمن اینکه تلفات سیستم را کاهش خواهد داد منجر به کاهش مقطع کابلکشی و متعاقبا کاهش هزینه‌های سرمایه‌گذاری خواهد شد.

تابلو جمع کننده (Compiler)

عموما نیروگاه‌های فتوولتائیک از چندین رشته پنل مجزا تشکیل شده‌اند. با توجه به محدودیت تعداد ورودی‌های اینورتر، اتصال هر رشته به صورت جداگانه به اینورتر امکان‌پذیر نمی‌باشد. ضمن اینکه این امر هزینه‌های کابلکشی را به دلیل تعدد تعداد کابل‌ها افزایش خواهد داد. به این منظور رشته پنل‌ها همگی به تابلو DC به نام کامپایلر منتقل شده و در این مکان موازی شده و در نهایت از طریق یک کابل معادل به اینورتر منتقل می‌شوند. برای اینکه بتوان رشته‌ها را در یک سیستم فتوولتائیک موازی کرد الزامات ذیل باید رعایت گردد:

  • مشخصات فنی پنل‌های هر رشته مشابه باشد (از لحاظ برند و نوع پنل ).
  • تعداد پنل های موجود در رشته۲ها یکسان باشد.
  • در صورت وجود سایه در مسیر نصب پنل‌ها، ترجیحا سایه به صورت مساوی بر روی کلیه رشته‌های موازی شده قرار گیرد.

 تابلو کامپایلر DC مخصوص نیروگاه فتوولتائیک مقیاس کوچک

 تابلو کامپایلر DC مخصوص نیروگاه فتوولتائیک مقیاس بزرگ

سیستم کابلکشی (Cabling)

سیستم کابلکشی DC در یک نیروگاه فتوولتائیک وظیفه انتقال توان تولیدی از پنل‌ها به کامپایلر و اینورتر را بر عهده دارد. در سیستم های جدا از شبکه ابتدا به کنترل، باتری و سپس به اینورتر منتقل خواهد شد. این انتقال توان عموما در ولتاژ بالا صورت می پذیرد. امروزه اینورترهای پیشرفته قادرند دریافت انرژی DC را در ولتاژ تا ۱۰۰۰ ولت یا بیشتر نیز انجام دهند. با توجه به بالا بودن سطح ولتاژ در سیستم DC، رعایت برخی نکات فنی و ایمنی بسیار حیاتی می باشد.

چه الزاماتی باید رعایت شوند؟

الزامات ایمنی

از نظر ایمنی قسمت DC در مقایسه با سمت AC سیستم‌های فتوولتائیک مراقبت بیشتری لازم دارد. از یک سو میزان ولتاژ بالاتر خود باعث افزایش مخاطرات و  ریسک سیستم خواهد شد و از طرف دیگر نوع ولتاژ DC آسیب‌های به مراتب بیشتری در مقایسه با ولتاژ AC  خواهد داشت. به همین دلیل برخی موارد مانند ذیل برای ارتقاء ایمنی سیستم فتوولتائیک در سمت DC الزامیت.

  • همبندی را در تمامی قسمت‌های نیروگاه با دقت انجام دهید. برای این منظور کلیه قسمت‌های فلزی تجهیزات مانند سازه‌ها، بدنه اینورتر و تابلو کامپایلر و …. را همبند کرده و نهایتا به سیستم ارت حفاظتی متصل نمایید.
  • برای سری و یا موازی کردن پنل ها حتما از کنکتورهای استاندارد استفاده کنید. با توجه به بالا بودن ولتاژ در سیستم DC هر گونه اتصال غیر استاندارد مخاطره آمیز می باشد.
  • در صورت نیاز به تعویض یا تعمیر یک پنل، حتما آن رشته پنل را از کامپایلر جدا کرده و سپس پنل را از رشته خارج نمایید. ولتاژ مدار باز هر پنل برایر ولتاژ کل رشته پنل می‌باشد و در صورت عدم رعایت موارد ایمین بسیار مخاطره آمیز است.
  • ولتاژ مدار باز برخی از پنل های تکی از ۵۰ ولت هم متجاوز است. بنابراین به یاد داشته باشید حتی لمس خروجی یک پنل تکی هم می‌تواند مخاطره آمیز باشد.

الزامات فنی

با توجه به اینکه کابل کشی سمت DC سیستم فتوولتائیک حامل جریان الکتریکی در سطح ولتاژ بالا (تا سهبرابر سمت AC) می‌باشد، نحوه چیدمات تجهیزات و استانداردهای اجرایی ان با سمت AC کاملا متفاوت بوده و در صورت عدم رعایت می تواند آسیب های جدی به نیروگاه شما تحمیل کند. لذا در همین راستا رعایت الزامات ذیل در سمت DC سیستم های فتوولتائیک الزامیست:

  • برای انتقال توان از پنل ها به کامپایلر و اینورتر و سایر تجهیزات در سمت DC حتما از کابل استفاده شود. استفاده از سیسم به دلیل تحمل عایقی پایین مجاز نمی‌باشد.
  • دقت شود کابل های مورد استفاده در سمت DC بر خلاف سمت AC که می توانند چند رشته ای باشند حتما به صورت تک رشته های انتخاب شوند. مخصوصا برای سطوح ولتاژ بالاتر این موضوع حتما رعایت گردد.
  • ولتاژ نامی قابل تحمل کابل با توجه به میزان ولتاژ DC حداکثر سیستم انتخاب شود. برای این منظور حداکثر ولتاز سیستم فتوولتائیک را در خنک ترین روز سال که دارای تابش مناسبی باشد محاسبه کرده و ولتاژ کابل را با احتساب ۱۲۰ درصد این مقدار تعیین نمایید.
  • کابل‌های DC را در فواصل منظم با استفاده از بست های پلاستیکی آنتی UV به سازه نیروگاه محکم کنید.
  • هر جا که اتصالاتی بین کابل ها وجود دارد از نفوذناپذیری سیستم در برابر رطوبت مطمئن شوید.

الزامات حفاظتی

سیستم حفاظتی سمت DC پنل ها را در برابر خطاهای کابل‌کشی یا خطای داخلی اینوتر محافظت می‌کند. از این رو این بخش از سیستم اهمیت زیادی داشته و و در صورتیکه مورد اهمال قرار گیرد می@تواند خسارات جبران ناپذیری به سیستم وارد کند. بدین منظور حتما در طراحی و بهره‌برداری از نیروگاه خود این موارد را در نظر بگیرید:

  • برای حفاظت اضافه جریان از فیوزهای DC با ولتاژ تحمل مناسب استفاده کنید.
  • جریان نامی و جریان اتصال کوتاه فیوز هر رشته را بر مبنای جریان نامی و اتصال کوتاه آن رشته تعیین نمایید.
  • فیوز حفاظتی یک مجموعه رشته پنل در کمپایلر نباید از مجموع جریان نامی تمامی رشته ها به اضافه ۱۲۵ درصد جریان اتصال کوتاه یکی از رشته کمتر باشد.
  • برای حفاظت ولتاژی حتما از SPD با ولتاژ نامی و سرعت قطع مناسب استفاده کنید. 
برچسب ها :
این مقاله برای نخستین بار در وبسایت سولارگستران منتشر شده است. هر گونه کپی برداری از مطالب بدون ذکر منبع  مورد پیگیری قرار خواهد گرفت.
نوشتهٔ بعدی
آزمون های کلیدی پنل‌های فتوولتائیک
نوشتهٔ پیشین
پنل های فتوولتائیک کم بازده یا پربازده؟

مطالب مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

آخرین مطالب

دسته بندی مطالب

فهرست