نیروگاه‌های فتوولتائیک به عنوان یک منبع انرژی پایدار ، در دسترس و بدون آلایندگی به سرعت در حال توسعه می‌باشند . فقط در سال 2017 میزان 67000 مگاوات ظرفیت جدید فتوولتائیک در چین احداث شده است. در ایران نیز به دلیل پتانسیل خوب خورشید ، توسعه این نیروگاه‌ها در دست اقدام می‌باشد. نیروگاه‌هایی از چند کیلووات تا چند مگاوات در سال‌های اخیر احداث و به شبکه سراسری برق متصل شده‌اند.

[lee_title title_text=”نحوه اتصال نیروگاه‌های فتوولتائیک به شبکه برق”]

بسته به ظرفیت احداثی، نحوه اتصال این نیروگاه‌ها به شبکه برق متفاوت می باشد:

• نیروگاه های با ظرفیت تا 20 کیلووات به شبکه های توزیع با ولتاژ 400 ولت.
• نیروگاه های با ظرفیت 20 تا 200 کیلووات به سمت فشار ضعیف پست های توزیع .
• نیروگاه های با ظرفیت 200 تا 1000 کیلووات به شبکه های توزیع برق با ولتاژ 20000 یا 11000 ولت.
• نیروگاه های 1000 تا 7000 کیلووات به سمت 20000 یا 11000 ولت پست های فوق توزیع .
• نیروگاه های با ظرفیت 7000 تا 25000 کیلووات به شبکه های انتقال با ولتاژ 63000 ولت .

این 5 شیوه اتصال بر مبنای شاخصه‌های بهره‌برداری و تلفات انتخاب شده‌اند. ضمن اینکه پیامدهای پدافندی و امنیتی نیز در راستای تامین پایدار انرژی در آنها اعمال گردیده است. در شرایط عادی بدون حضور نیروگاه فتوولتائیک، شبکه‌های توزیع برق با ضریب قدرت نزدیک به 85 الی 90 درصد بهره‌برداری می‌شوند. این ضریب قدرت ضریبی بسیار مناسب بوده و افزایش ضریب قدرت بالاتر از این میزان در برنامه های شرکت‌های برق نمی‌باشد. در این حالت بخشی از انرزی راکتیو مورد نیاز مصرف‌کنندگان از طریق خازن‌های در مسیر شبکه و بخش عمده دیگر از طریق پست های برق تامین می‌شود که نهایتا توان راکتیو تولیدی نیروگاه‌ها را به سمت بار منتقل می‌کنند .

[lee_title title_text=”تاثیر نیروگاه های فتوولتائیک بر ضریب قدرت”]

اخیرا بررسی‌های انجام شده بر روی شبکه‌های توزیع برق دارای نیروگاه‌های فتوولتائیک منجر به نتایج جالبی شده است. افت ضریب قدرت در فیدرها و پست‌های توزیع برق دارای نیروگاه‌های فتوولتائیک قابل ملاحظه بوده است. این افت ضریب قدرت نهایتا منجر به انتقال جریان راکتیو در طول خطوط و پست های توزیع شده است. در نتیجه افزایش تلفات اهمی هادی‌های خط و همچنین ترانسفورماتورها را به همراه داشته است .

بر حسب یک تحقیق جامع ، نتایج نشان دهنده این موضوع است که در زمان بهره برداری از نیروگاه های فتوولتائیک در شبکه های توزیع برق ، توان اکتیو جاری شده از پست ها به شدت کاهش یافته در حالیکه آهنگ تغییر توان راکتیو در مقایسه با قبل از بهره برداری از نیروگاه های فتوولتائیک بسیار کمتر می باتشد. در نتیجه نسبت توان اکتیو به راکتیو در مقایسه باقبل کمتر شده و این امر موجب افت ضریب قدرت خواهد گردید. در چنین شرایطی بدیهی است که بخشی از جریان عبوری از هادی‌ها صرفا باعث ایجاد تلفات خواهند شد بدون اینکه هیچ منفعتی برای شبکه ایجاد کنند.

[lee_title title_text=”این تاثیر ناشی از چیست؟”]

حقیقت این است که نیروگاه‌های فتوولتائیک علی‌رغم دارا بودن قابلیت تولید توان راکتیو، هرگز توان راکتیو تولید نمی‌کنند. دلیل این هم عدم پرداخت بهای توان راکتیو توسط ساتبا می‌باشد. بنابراین مصرف‌کننده توان اکتیو را از نیروگاه فتوولتائیک تامین کرده در حالیکه توان راکتیو همچنان از پست تامین خواهد شد. علاوه بر این، اینورترها خود مصرف‌کنندگان توان راکتیو بوده و این موضوع کاهش ضریب قدرت را مضاعف می‌کند. بنابراین به عنوان بهره‌بردار شبکه توزیع، به یاد داشته باشید چنانچه میزان ظرفیت فتوولتائیک نصب شده در طول فیدرهای توزیع درصد قابل ملاحظه ای از ظرفیت فیدر را تشکیل می‌دهد، از افت ضریب قدرت غافل نشوید و در راستای جبران سازی توان راکتیو از طریق روشهای مختلف اقدام نمایید.