Ο σωστός σχεδιασμός του συστήματος ελέγχου ισχύος είναι καθοριστικός για την αποφυγή υπερφορτίσεων, καθώς η παρακολούθηση μιας ενεργειακής πηγής δεν συνεπάγεται απαραίτητα και τη δυνατότητα ελέγχου της
Η ενσωμάτωση εξοπλισμού φωτοβολταϊκών και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) από διαφορετικούς κατασκευαστές προσφέρει ευελιξία στην υλοποίηση έργων.
Ωστόσο, η ασφαλής λειτουργία του συστήματος απαιτεί από τους μελετητές να αξιολογούν σωστά τις δυνατότητες του συστήματος ελέγχου ισχύος και να λαμβάνουν υπόψη τις ανεξάρτητα λειτουργούσες πηγές ενέργειας.
Καθώς τα φωτοβολταϊκά και τα συστήματα BESS γίνονται ολοένα και πιο διαδεδομένα, οι εγκαταστάτες καλούνται συχνά να υλοποιήσουν έργα που συνδυάζουν εξοπλισμό από διαφορετικούς κατασκευαστές.
Παρότι τα συστήματα αυτά μπορεί να λειτουργούν ανεξάρτητα χωρίς προβλήματα, η ενσωμάτωσή τους σε κοινή ηλεκτρική υποδομή δημιουργεί σημαντικές προκλήσεις ασφαλείας, τις οποίες πρέπει να αντιμετωπίζουν οι μελετητές.
Η πρόκληση των διαφορετικών οικοσυστημάτων
Ας εξετάσουμε την περίπτωση ενός υφιστάμενου φωτοβολταϊκού συστήματος στο οποίο προστίθεται μια νέα μπαταρία από διαφορετικό κατασκευαστή.
Παρότι και τα δύο συστήματα μπορεί να είναι πιστοποιημένα μεμονωμένα, δεν είναι απαραίτητο ότι επικοινωνούν ή συντονίζουν την ισχύ που παρέχουν.
Ο ελεγκτής της μπαταρίας μπορεί να παρακολουθεί την υφιστάμενη φωτοβολταϊκή παραγωγή μέσω μετασχηματιστών έντασης (CT), αλλά ενδέχεται να μην έχει τη δυνατότητα να μειώσει ή να διακόψει την έξοδο του αντιστροφέα τρίτου κατασκευαστή.
Αυτό αποτελεί σημαντικό ζήτημα όταν και τα δύο συστήματα μπορούν να τροφοδοτούν ταυτόχρονα την ίδια ηλεκτρική υποδομή. Χωρίς τον κατάλληλο σχεδιασμό, η συνδυασμένη ισχύς τους μπορεί να υπερβεί τα επιτρεπόμενα όρια έντασης ρεύματος των κοινών αγωγών ή των ζυγών.
Ένα από τα συχνότερα παραβλεπόμενα σχεδιαστικά ζητήματα είναι η παραδοχή ότι η παρακολούθηση μιας ανεξάρτητης πηγής ενέργειας ισοδυναμεί με τον έλεγχό της. Όταν ο εξοπλισμός λειτουργεί εκτός ενός κοινού οικοσυστήματος, οι μελετητές πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τη δυνητική ισχύ εξόδου κάθε ανεξάρτητα λειτουργούσας πηγής.
Ο ρόλος του PCS σε συστήματα με εξοπλισμό διαφορετικών κατασκευαστών
Ένα σύστημα ελέγχου ισχύος (PCS) παρέχει τη δυνατότητα διαχείρισης της ροής ισχύος, ώστε να διατηρούνται καθορισμένα ηλεκτρικά όρια, προσφέροντας μεγαλύτερη ευελιξία κατά την ενσωμάτωση πολλαπλών πηγών ενέργειας.
Η διάταξη NEC 705.13, στην έκδοση του 2023, καθορίζει απαιτήσεις για τη χρήση καταχωρισμένου εξοπλισμού PCS με σκοπό τον περιορισμό του ρεύματος στους ζυγούς και στους αγωγούς. Ωστόσο, η ύπαρξη λειτουργιών PCS δεν εγγυάται αυτομάτως ότι ελέγχονται όλες οι συνδεδεμένες πηγές ενέργειας.
Σε εγκαταστάσεις με εξοπλισμό διαφορετικών κατασκευαστών, ένα PCS μπαταρίας μπορεί να ελέγχει άμεσα τον δικό του αντιστροφέα, χωρίς να έχει δυνατότητα ελέγχου του υφιστάμενου φωτοβολταϊκού συστήματος.
Σε αυτές τις περιπτώσεις, το ανεξάρτητα λειτουργούν φωτοβολταϊκό σύστημα πρέπει να συνυπολογίζεται κατά τον καθορισμό των ορίων λειτουργίας του PCS.
Για παράδειγμα, ένα σωστά διαμορφωμένο PCS μπορεί να διατηρεί τα απαιτούμενα ηλεκτρικά όρια προσαρμόζοντας τη φόρτιση και την εκφόρτιση της μπαταρίας ανάλογα με τη φωτοβολταϊκή παραγωγή, χωρίς να ελέγχει άμεσα τον αντιστροφέα τρίτου κατασκευαστή.
Το κρίσιμο ζήτημα είναι κατά πόσο το PCS διαθέτει επαρκή δυνατότητα ελέγχου, ώστε να διατηρεί τα απαιτούμενα όρια υπό όλες τις σχετικές συνθήκες λειτουργίας.
Ορθή εφαρμογή του PCS και ασφάλεια του συστήματος
Η ορθή εφαρμογή ενός PCS ξεκινά με τον εντοπισμό του ηλεκτρικού εξοπλισμού που απαιτεί προστασία και την αξιολόγηση της μέγιστης δυνητικής συνεισφοράς κάθε συνδεδεμένης πηγής ενέργειας.
Οι μελετητές πρέπει να καθορίζουν μια στρατηγική ελέγχου που λαμβάνει υπόψη την ταυτόχρονη φωτοβολταϊκή παραγωγή και την εκφόρτιση της μπαταρίας, διασφαλίζοντας παράλληλα ότι δεν υπερβαίνονται οι ονομαστικές τιμές των κοινών αγωγών, των ζυγών και του υπόλοιπου ηλεκτρικού εξοπλισμού.
Η τοποθέτηση των μετασχηματιστών έντασης (CT) είναι ιδιαίτερα σημαντική. Οι αισθητήρες πρέπει να εγκαθίστανται στα κατάλληλα σημεία μέτρησης, ώστε το PCS να λαμβάνει ακριβείς πληροφορίες για τη ροή ισχύος μέσω του εξοπλισμού που προστατεύεται.
Εξίσου σημαντική είναι η κατανόηση των περιορισμών ελέγχου του PCS. Όταν ο κύριος ελεγκτής δεν μπορεί να ρυθμίσει μια ανεξάρτητη φωτοβολταϊκή πηγή, το σύστημα πρέπει να σχεδιάζεται έτσι ώστε τα απαιτούμενα όρια να διατηρούνται μέσω του εξοπλισμού που μπορεί να ελέγξει ή μέσω άλλης εγκεκριμένης μεθόδου προστασίας.
Οι μελετητές πρέπει επίσης να αξιολογούν την απόκριση του συστήματος σε περίπτωση απώλειας επικοινωνίας, λανθασμένων μετρήσεων ή απώλειας ελέγχου.
Η προτεινόμενη διαμόρφωση πρέπει να υποστηρίζεται από τις ισχύουσες πιστοποιήσεις του εξοπλισμού, τις οδηγίες των κατασκευαστών και τον εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό κανονισμό. Κατά την ορθή θέση σε λειτουργία, πρέπει να επαληθεύεται ότι το PCS λειτουργεί όπως προβλέπεται.
Συμπέρασμα
Η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκού εξοπλισμού και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες από διαφορετικούς κατασκευαστές προσφέρει σημαντική ευελιξία, ιδιαίτερα κατά την προσθήκη αποθήκευσης σε υφιστάμενες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις.
Ωστόσο, αυτές οι διαμορφώσεις απαιτούν προσεκτική αξιολόγηση των πηγών ενέργειας που λειτουργούν ανεξάρτητα.
Η παρουσία ενός PCS από μόνη της δεν εγγυάται την ασφάλεια της εγκατάστασης. Οι μελετητές πρέπει να γνωρίζουν ποιες πηγές μπορούν να ελέγξουν, να συνυπολογίζουν εκείνες που δεν μπορούν να ελέγξουν και να επαληθεύουν ότι η στρατηγική ελέγχου διατηρεί τα απαιτούμενα ηλεκτρικά όρια.
Τελικά, η ασφαλής ενσωμάτωση των συστημάτων εξαρτάται από τον σχεδιασμό με βάση τις πραγματικές δυνατότητες του PCS και όχι από την παραδοχή ότι όλες οι συνδεδεμένες πηγές ενέργειας λειτουργούν μέσα σε ένα συντονισμένο οικοσύστημα.
www.worldenergynews.gr
