Embed Size (px)
Citation preview
Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Santrallerinde Önemli Kriterler
Hamed Jahed *,1 1 Temiz Tükenmez Enerjiler AD, Fen Bilimleri Enstitüsü, Hacettepe Üniversitesi, Beytepe, 06800, Ankara, Türkiye Gönderilme: 17/04/2012 Düzeltme: 06/05/2012 Kabul: PACS 88.40.hj, 88.40.mp, 88.80.Cd, 72.40.+w, 84.37.+q, 88.05.Bc *e-posta: [email protected], Telefon: 0543 441 98 87
Dünya üzerinde fotovoltaik güç sistemleri ile elektrik üretimin-deki artışla beraber Türkiye’de de bu bilinç oluşmuş ve birçok farklı uygulama yapılmıştır. Türkiye’deki uygulamalar dünya or-talamasının çok altında kalmasına rağmen önümüzdeki yıllarda büyük artışların gerçekleşmesi beklenmektedir. Bir fotovoltaik tesisi tasarlayıp veya planlarken, olumsuz etkileşimleri önlemek için inverter topolojisi, modül teknolojisi ve konfigürasyon konu-larında dikkate alınması gereken bazı belirli kriterler vardır.
Kuzey Amerika’daki en büyük şebeke bağlantılı güneş
elektrik santralı Bu parametrelerden bazısı kaçak akım (Leading Leakage Cur-rents) ve Tersinir Akım (Reverse Current) gibi tüm şebeke bağ-lantılı topolojilerde oluşmakta ve bazıları ise sadece trafosuz dizi inverterli sistemlere özeldir. Kapasitif Deşarj Akımı (Capacitive Discharge Currents), Potansiyel Kaynaklı Degradasyon (Poten-tial Induced Degradation) ve İzolasyon Direnci (Insulation resis-tance) bu tür tasarımlarda yer almaktadır. Son zamanlarda solar sistemlerde kullanılan trafosuz inverterli model sayısı oldukça artmaktadır. Trafosuz inverterlerin verimle-ri güneş elektrik enerjisi sistemlerinde kullanılan trafolu inverter verimlerine göre daha yüksektir ve fiyatları da daha düşüktür. Geleneksel elektrik sistemleriyle rekabet eden fotovoltaik sistem-ler için bu iki özellikle de çok önemli avantajlardır. Fakat bu tür sistemlerde solar PV modülünde galvanik izolasyon sağlanma-dan, direkt olarak elektrik şebekesine bağlanması bir kaç olum-suz etkiye sebep olmaktadır. İnverter topolojisine bağlı olarak bu durum PV grubu ve toprak arasında potansiyel dalgalanmaların
ortaya çıkmasına yol açar. Bu dalgalanmalar şebeke frekansında hatta anahtarlama frekansında sinüs ya da kare dalga formun-dadır.
400 volt MPP’a ayarlanan PV modül dizilerinin düşük (ma-vi) ve yüksek (kırmızı) gerilimi ki inverter tipine ve dizilerin
kutuplarının topraklanmış olup olmadığına bağlıdır.
Trafosuz inverterler kullanırken, tesisin tamamının izolasyon di-renci (Riso) için belirli eşik değerleri dikkate alınmalıdır. Her PV tesis toprağa göre farklı bir potansiyel sergiler. Bazı durumlarda kötü izolasyon sebebiyle kaçak akımlar oluşacaktır. Bu yüzden trafosuz inverterlerde her şebeke bağlantısı öncesi Riso ölçmek gerekmektedir. Bu tip İnverterlerde galvanik izolasyon olmaması nedeniyle sürekli ölçüm (çalışma sırasında) mümkün değildir. Tersinir akımı ise dizilerin paralel bağlantılı halinde bir dizinin açık devre terminal gerilimi diğer paralel dizilerden farklı olduğu durumda ortaya çıkar. Tersinir akımın arızalı diziye akmasıyla ve bu akımın şiddetine bağlı güneş hücrelerindeki dahili yapısal di-yotların aşırı ısınma ve dizideki hücrelerin bozulmasına neden olabilir. Bu yazıda şebeke bağlantılı trafosuz dizi inverterli (Transformer-less String Inverter Configuration) ve merkezi inverterli fotovol-taik sistemlerinin tasarımında öngörülmesi gereken parametreler incelenecektir.
Anahtar Kelimeler: Güneş Elektrik Santralı, Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Santral, Kaçak akım, Kapasitif deşarj akım, Tersinir akım,
Potansiyel Kaynaklı Degradasyon. Şebeke bağlantılı enerji kaynakları, güneş elektrik sistemleri, İzolasyon Di-renç, Elektrik Direnç Öl-çümü, Trafosuz İnverter, Yenilenebilir Enerji.
