Nettkoblet solcelleanlegg - Grid-connected photovoltaic power system
En gitter-tilkoblet fotoelektrisk system , eller gitter-tilkoblet PV system er en elektrisitetsgenererende solar PV kraftsystem som er koplet til verktøyet rutenettet . Et nettilkoblet PV-system består av solcellepaneler , en eller flere omformere , en kraftkondisjoneringsenhet og nettilkoblingsutstyr. De spenner fra små boliger og kommersielle taksystemer til store solenergistasjoner . I motsetning til frittstående kraftsystemer inneholder et nettilkoblet system sjelden en integrert batteriløsning , ettersom de fortsatt er veldig dyre. Når forholdene er riktige, leverer det nettilkoblede solcelleanlegget overskytende strøm, utover forbruk av tilkoblet last, til nettet .
Operasjon
Residensielle nettilknyttede taksystemer som har en kapasitet på mer enn 10 kilowatt, kan dekke belastningen til de fleste forbrukere. De kan mate overskytende kraft til nettet der det forbrukes av andre brukere. Tilbakemeldingen gjøres gjennom en meter for å overvåke overført kraft. Solcelleeffekt kan være mindre enn gjennomsnittlig forbruk, i hvilket tilfelle forbrukeren vil fortsette å kjøpe nettenergi, men en mindre mengde enn tidligere. Hvis solcelleeffekten vesentlig overstiger gjennomsnittsforbruket, vil energien produsert av panelene være mye mer enn etterspørselen. I dette tilfellet kan overflødig kraft gi inntekter ved å selge den til nettet. Avhengig av avtalen med det lokale netts energiselskapet, trenger forbrukeren bare å betale kostnadene for forbrukt strøm minus verdien av produsert strøm. Dette vil være et negativt tall hvis mer strøm genereres enn forbrukes. I noen tilfeller betales kontantinsentiver fra nettoperatøren til forbrukeren.
Tilkobling av solcelleanlegget kan bare gjøres gjennom en samtrafikkavtale mellom forbrukeren og forsyningsselskapet. Avtalen beskriver de ulike sikkerhetsstandardene som skal følges under tilkoblingen.
Funksjoner
Elektrisk kraft fra solcelleanlegg må konverteres til vekselstrøm av en omformer hvis den er beregnet for levering til et strømnett. Omformeren sitter mellom solcellepanelet og nettet, og kan være en stor frittstående enhet eller kan være en samling små omformere festet til individuelle solcellepaneler som en AC-modul . Omformeren må overvåke nettspenning, bølgeform og frekvens. Omformeren må oppdage feil i nettforsyningen og må ikke levere strøm til nettet. En omformer koblet til en feilstrømledning kobles automatisk fra i samsvar med sikkerhetsregler, som varierer etter jurisdiksjon. Plasseringen av feilstrømmen spiller en avgjørende rolle for å avgjøre om beskyttelsesmekanismen til omformeren vil sparke inn, spesielt for lav- og middels strømforsyningsnett. Et beskyttelsessystem må sikre korrekt drift for feil utenfor omformeren i forsyningsnettet. Omformeren må være utformet for å synkronisere AC-frekvensen med nettet, for å sikre riktig retning av strømmen.
Anti-islanding
Islanding er den tilstand i hvilken et distribuert generator fortsetter å drive et sted selv om kraft fra den elektriske verktøyet nettet ikke lenger er til stede. Islanding kan være farlig for hjelpearbeidere, som kanskje ikke innser at en krets fortsatt er strømforsynt, selv om det ikke er strøm fra strømnettet . Av den grunn må distribuerte generatorer oppdage øya og umiddelbart slutte å produsere kraft; dette er referert til som anti-øying.
I tilfelle strømavbrudd i et nettilkoblet PV-system, vil solcellepanelene fortsette å levere strøm så lenge solen skinner. I dette tilfellet blir forsyningslinjen en "øy" med kraft omgitt av et "hav" av ikke-drevne linjer. Av denne grunn kreves det at solomformere som er designet for å levere strøm til nettet, har automatiske anti-øyekretser i seg. Ved forsettlig øying kobler generatoren seg fra nettet, og tvinger den distribuerte generatoren til å drive den lokale kretsen. Dette brukes ofte som et backup-system for bygninger som normalt selger kraften til nettet.
Det er to typer anti-øyekontrollteknikker:
- Passiv: Spenningen og / eller frekvensendringen under nettfeil måles og en positiv tilbakemeldingssløyfe brukes til å skyve spenningen og / eller frekvensen lenger bort fra nominell verdi. Frekvens eller spenning kan ikke endres hvis belastningen samsvarer veldig godt med omformerens utgang eller belastningen har en veldig høy kvalitetsfaktor (reaktiv til reelt effektforhold). Så det eksisterer en ikke-deteksjonssone (NDZ).
- Aktiv: Denne metoden bruker injeksjonsfeil i frekvens eller spenning. Når rutenettet mislykkes, akkumuleres feilen og skyver spenningen og / eller frekvensen utenfor akseptabelt område.
Fordeler
- Systemer som Net Metering og Feed-in Tariff som tilbys av noen systemoperatører, kan motregne kundens strømforbruk. Noen steder skjønner imidlertid ikke nettteknologier distribuert generering av mat i nettet, så eksport av overskuddsstrøm er ikke mulig, og overskuddet blir jordet.
- Rutenettkoblede PV-systemer er relativt enklere å installere, ettersom de ikke krever et batterisystem.
- Rutenettet sammenkobling av solcelleanlegg (PV) kraftproduksjonssystemer har fordelen av effektiv utnyttelse av generert kraft fordi det ikke er lagringstap involvert.
- Et solcelleanlegg er karbon-negativt over hele levetiden, da all energi produsert utover det for å bygge panelet oppveier opprinnelig behovet for forbrenning av fossilt brensel. Selv om solen ikke alltid skinner, gir enhver installasjon en rimelig forutsigbar gjennomsnittlig reduksjon i karbonforbruket.
Ulemper
- Rutenettkoblet PV kan forårsake problemer med spenningsregulering . Det tradisjonelle nettet opererer under forutsetning av enveis eller radial strømning. Men elektrisitet injisert i nettet øker spenningen, og kan drive nivåer utenfor akseptabel båndbredde på ± 5%.
- Rutenettkoblet PV kan svekke strømkvaliteten . PVs intermitterende natur betyr raske endringer i spenningen. Dette slites ikke bare spenningsregulatorer på grunn av hyppig justering, men kan også resultere i spenningsflimmer.
- Å koble til nettet gir mange beskyttelsesrelaterte utfordringer. I tillegg til øya, som nevnt ovenfor, resulterer for høye nivåer av nettilkoblet solcelleproblemer i problemer som relesensensibilisering, generende utløsning, interferens med automatiske lukkere og ferroresonans .