PV sistem güç üretimi beklendiği gibi değil mi? Optimizer uygulama yapılandırma kılavuzunu anlamanızı sağlar. Türkiye

Fotovoltaik güç üretiminin pratik uygulamasında, gölge tıkanıklığı, modül yönelim farkı ve modül zayıflaması gibi sorunlar genellikle sistem güç üretiminde azalmaya yol açar. Çalışmalar, gölge tıkanıklığının %70'e kadar güç üretim kaybına yol açabileceğini göstermiştir (kaynak ①: NREL). Özellikle belirli bir modül gölgelendiğinde, tüm seri devrenin akımı ve güç çıkışı büyük ölçüde azalacaktır. Bu nedenle, fotovoltaik optimizatör ortaya çıkmıştır. Diğer modüllerle akım eşleşmesi elde etmek için dahili DC-DC kontrol devresi aracılığıyla sorunlu modülün çıkış akımını ayarlar ve uyumsuzluktan kaynaklanan güç üretim kaybını etkili bir şekilde azaltır. Ardından, bu makale fotovoltaik optimizatörün belirli uygulama gereksinimlerini ve stok güç istasyonunda ve yeni kurulan güç istasyonunda sağladığı çözümleri ayrıntılı olarak açıklayacaktır.

Mevcut santrallerin güç üretimini artırmaya yönelik temel önlemler

Zaten faaliyette olan fotovoltaik santraller için, fotovoltaik optimizörlerin kurulumu şüphesiz kritik bir yükseltme stratejisidir. Bu teknoloji yalnızca sistemin güç üretimini önemli ölçüde artırmakla kalmaz, aynı zamanda santralin uzun vadeli istikrarlı çalışması için güçlü bir garanti de sağlar. İşte bazı tipik uygulama senaryoları:

Eski santral yenileme (yeni modüller değiştirilmeden)

Uzun yıllardır faaliyette olan bazı eski güç istasyonları, modül eskimesi, performans düşüşü ve çalışma ortamındaki değişiklikler nedeniyle güç üretiminde sıklıkla düşüş yaşarlar. Çalışmalara göre, eskiyen modüllerin güç üretim verimliliği %20'ye kadar düşebilir (Kaynak ② 1: IEA) ve bu da ciddi modül uyumsuzluk sorunlarına neden olur. Bir optimize edici kurmak yalnızca bu sorunu çözmekle ve kaybedilen güç üretimini en üst düzeyde geri kazanmakla kalmaz, aynı zamanda modül düzeyindeki izleme işlevleri aracılığıyla modüllerin çalışma durumunu gerçek zamanlı olarak izleyebilir, sorunlu modülleri doğru bir şekilde bulabilir ve işletme ve bakım süresinden tasarruf sağlayabilir.

Eski santral yenilemesi (hepsi yeni modüllerle değiştirildi)

Genellikle 2018 veya öncesinde tamamlanan santraller için eski modüllerin en son modüllerle değiştirilmesi planlanmaktadır. Yeni modülleri değiştirirken, gölge tıkanıklığı (aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi) modül boyutu değişiklikleri nedeniyle meydana gelebilir ve bu da güç kaybına neden olabilir. Shenggao'nun proje deneyimine göre, optimizer teknolojisi kullanan sistemler gölge tıkanıklığı karşısında kapsamlı güç üretimini önemli ölçüde artırabilir ve ortalama %15 veya daha fazla bir artış sağlayabilir.

Geçmişte tamamlanan santral modüllerinin boyutları küçültülüp yerlerine daha büyük yeni modüller takılarak belli bir gölge kapanması yaratılmıştır.

Eski santral yenileme (yeni modüllerin kısmen değiştirilmesi)

Modül üretiminin hızla gelişmesiyle, eski bir elektrik santralinin modülleri hasar nedeniyle değiştirilmek zorunda kaldığında, genellikle orijinal üreticinin artık aynı özelliklere sahip modülleri üretmeyeceği ikilemiyle karşı karşıya kalırlar. Sadece hasarlı modüller mevcut pazardaki popüler modüllerle değiştirilirse, aynı modül dizisinde uyumsuzluk sorunu ortaya çıkabilir. Bu sorunu çözmek için, uyumsuzlukları etkili bir şekilde ortadan kaldırabilen ve elektrik santrali verimliliğini sağlayabilen bir optimize edici kurmak daha ekonomik ve etkili bir seçenek haline gelmiştir.

Gölge yönetim

Fotovoltaik santrallerin ömrü genellikle 25 yıla kadardır ve çalışma sırasında çevre koşulları değişebilir. Örneğin, yeni binalar, dikilen ağaçlar ve çatıdaki yeni ekipmanlar fotovoltaik modüller için gölge tıkanıklığı sorunlarına neden olabilir. Bu durumda, bir optimizatörün uygulanması özellikle önemlidir. Optimizasyon teknolojisini benimseyerek, gölge tıkanıklığının sistemin güç üretimi üzerindeki etkisi önemli ölçüde azaltılabilir ve gölgenin neden olduğu güç kaybı telafi edilebilir.

Yeni kurulan santraller için optimum yapılandırma önerileri

Henüz bir fotovoltaik güç istasyonu kurmamış kullanıcılar için, fotovoltaik optimizatörü ileriye dönük olarak yapılandırmak da büyük önem taşır. Güç istasyonunun planlanması ve tasarımının başlangıcında, optimizatör, güç istasyonunun inşaatın başlangıcından itibaren verimli, istikrarlı ve akıllı bir güç üretim kapasitesine sahip olduğundan emin olmak için dikkate alınmalıdır. Aşağıdaki senaryolar, fotovoltaik optimizatörlerin kurulumu için özellikle uygundur:

Karmaşık çatı yapısı

Bir PV santralinin inşasının başlangıcında, çatı üstü PV kurulumlarının ölçeğini belirleyen temel faktörlerden biri çatının yönelimidir. Aynı dizideki modüller iki farklı yöne bakar ve bu da belirli bir güç kaybına neden olur. PV optimizatörü, her modülün aynı dizideki diğer modüllerden bağımsız olarak maksimum güç noktasında çalışmasını sağlar ve böylece çatı alanının kullanımını en üst düzeye çıkarır.

Gölge kapanması sorunu

Çatının etrafındaki gölgelerin varlığı, fotovoltaik sistemin güç üretim kaybına neden olabilir. Ağaçlardan veya tellerden gelen en ufak gölge bile tüm tesisin güç üretimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. PV optimizer, engellenen modülleri bağımsız olarak optimize etmek ve genel sistem güç üretimini artırmak için modül düzeyinde MPPT maksimum güç izlemeyi kullanır.

Doğal çevre değişkendir

Kül birikimi, kuş pislikleri ve kar birikimi gibi yaygın çevresel faktörler de fotovoltaik enerji santrallerinin güç üretimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Çatınızın bulunduğu bölgedeki doğal ortam değişken ise, fotovoltaik güç üretiminin beklentileri karşılamaması muhtemeldir. Bir optimizatör kurmak bu zorlukları etkili bir şekilde ele alabilir ve istikrarlı güç üretimi sağlayabilir.

Güvenlik ve bakım gereksinimleri

Fotovoltaik sistemler sürekli voltaj üretme özelliğine sahiptir. Arızalar, yangınlar ve diğer kritik durumlarda, düşük voltajda güvenli bir şekilde kesilemeyen fotovoltaik sistemler potansiyel güvenlik tehlikelerine sahip olacaktır. Fotovoltaik optimizatör, modül düzeyinde izleme ve 15 saniye içinde tamamen hızlı kapatma yoluyla gizli riskleri zamanında tespit edebilir ve fotovoltaik sistemlerin ve işletme ve bakım personelinin güvenliğini sağlamak için voltajı güvenli bir seviyeye düşürebilir.

Özetle, PV optimizörleri PV sistemlerinin güç üretimini artırmada önemli bir rol oynar, güvenliği ve bakım kolaylığını sağlar. İster çalışan ister kurulu olmayan bir PV santrali olsun, optimizörleri belirli senaryolara kurmak akıllıca bir seçimdir.

kaynak ① NREL PV Performansı :https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
kaynak ② IEA Fotovoltaik Güç Sistemleri Programı : https://iea-pvps.org/