När ägare av solenergitillgångar överväger tillförlitligheten hos sina solkraftverk kan de tänka på de förstklassiga solcellsmodulerna de köper eller kan utföra kvalitetssäkring av moduler.Fabrikens växelriktare är dock kärnan i solenergiprojektets verksamhet och är avgörande för att säkerställa drifttid.Det måste noteras att en kostnad på 5 % för utrustning i ett solcellskraftverk kan orsaka 90 % av kraftverkets driftstopp.Som referens, enligt en rapport från Sandia National Laboratory från 2018, är växelriktare orsaken till upp till 91 % av felen i stora energiprojekt.
När en eller flera växelriktare misslyckas, kommer flera solcellspaneler att kopplas bort från nätet, vilket avsevärt kommer att minska lönsamheten för projektet.Tänk till exempel ett solenergiprojekt på 250 megawatt (MW).Fel på en enda 4 MW central växelriktare kan orsaka förluster på upp till 25 MWh/dag, eller för ett energiköpsavtal (PPA) på 50 USD/dag, förlust på 1 250 MWh per dag.Om hela 5MW solcellspanelen stängs av under en månad under reparation eller utbyte av växelriktaren, kommer inkomstbortfallet för den månaden att vara 37 500 USD, eller 30 % av den ursprungliga inköpskostnaden för växelriktaren.Ännu viktigare är att inkomstbortfall är ett destruktivt tecken på balansräkningen för tillgångsägare och en röd flagga för framtida investerare.
Att minska risken för växelriktarfel är mer än att bara köpa från en kandidatlista över tillverkare av finansiering av växelriktare och välja det lägsta priset.
Med mer än tio års erfarenhet av att utveckla och hantera växelriktare av olika storlekar för stora tillverkare kan jag försäkra er att växelriktare inte är handelsvaror.Varje leverantör har en egen uppsättning egenutvecklade konstruktioner, designstandarder, delar och mjukvara, såväl som vanliga standardkomponenter som kan ha sina egna kvalitets- och leveranskedjeproblem.
Även om du litar på en beprövad modell som aldrig har misslyckats i korrekt drift och underhåll, kan du fortfarande vara i riskzonen.Eftersom växelriktarföretag har varit under press att minska tillverkningskostnaderna, även om växelriktarna av samma modell jämförs, kommer designen att fortsätta att uppdateras.Därför kan den föredragna växelriktarmodellen som var tillförlitlig för sex månader sedan ha olika nyckelkomponenter och firmware när den installerades i ditt senaste projekt.
För att minska risken för växelriktarfel är det viktigt att förstå hur växelriktaren går sönder och vilka åtgärder som kan vidtas för att minska dessa risker.
#1 Design: Designfel är relaterat till för tidigt åldrande av viktiga elektroniska komponenter, såsom bipolära transistorer med isolerad grind (IGBT), kondensatorer, styrkort och kommunikationskort.Dessa komponenter är designade för vissa applikationer och förhållanden, såsom temperatur och elektrisk/mekanisk belastning.
Exempel: Om växelriktartillverkaren designar IGBT för sin powerstack för att vara klassad vid en maximal omgivningstemperatur på 35°C, men växelriktaren går på full effekt vid 45°C, är inverterns klassificering som designats av tillverkaren felaktig IGBT.Därför kommer denna IGBT sannolikt att åldras och misslyckas i förtid.
Ibland designar växelriktartillverkare växelriktare med färre IGBT för att minska kostnaderna, vilket också kan leda till högre genomsnittlig driftstemperatur/stress och för tidigt åldrande.Hur ologiskt det än är, är detta fortfarande den pågående praxis som jag har sett i solcellsindustrin i 10-15 år.
Växelriktarens interna driftstemperatur och komponenttemperatur är nyckelfaktorer för växelriktarens design och tillförlitlighet.Dessa förtida fel kan reduceras genom bättre termisk design, lokaliserad värmeavledning, utplacering av växelriktare i områden med lägre temperaturer och utformning av mer förebyggande underhåll.
#2 Tillförlitlighetstest.Varje tillverkare har anpassade och proprietära testprotokoll för att utvärdera och testa växelriktare med olika effektnivåer.Dessutom kan den förkortade designlivscykeln kräva att man hoppar över den kritiska testfasen för specifika uppgraderade växelriktarmodeller.
#3 serie av defekter.Även om tillverkaren väljer rätt komponent för rätt applikation, kan själva komponenten ha defekter i växelriktaren eller vilken applikation som helst.Oavsett om det är IGBT, kondensatorer eller andra viktiga elektroniska komponenter, beror tillförlitligheten hos hela växelriktaren på den svagaste länken i kvaliteten på dess leveranskedja.Systematisk teknik och kvalitetssäkring måste utföras för att minska risken för att defekta föremål så småningom kommer in i din solcellspanel.
#4 Förbrukningsmaterial.Invertertillverkare är mycket specifika om sina underhållsplaner, inklusive byte av förbrukningsvaror som fläktar, säkringar, strömbrytare och ställverk.Därför kan växelriktaren gå sönder på grund av felaktigt eller icke-underhåll.Men på samma sätt kan de också misslyckas på grund av konstruktions- eller tillverkningsfel hos tredje parts växelriktare eller OEM-förbrukningsvaror.
#5 Tillverkning: Slutligen kan även den bäst designade växelriktaren med den bästa försörjningskedjan ha en dålig monteringslinje.Dessa löpande bandproblem kan förekomma i alla aspekter av tillverkningsprocessen.Några exempel:
Återigen, för att upprätthålla drifttid och lönsamhet på kort och lång sikt, är det viktigt att installera en beprövad och pålitlig växelriktare.Som ett tredjeparts kvalitetssäkringsföretag har China Eastern Airlines ingen preferens för tillverkare, modeller eller fördomar mot något varumärke.Verkligheten är att alla invertertillverkare och deras leveranskedjor kommer att ha kvalitetsproblem då och då, och vissa problem är vanligare än andra.Därför, för att minska risken för växelriktarfel, är den enda pålitliga lösningen en konsekvent plan för tillförlitlighet och kvalitetssäkring (QA).
För de flesta kunder av stora allmännyttiga projekt med den största ekonomiska risken bör kvalitetssäkringsplanen först välja den bästa tillgängliga växelriktaren baserat på dess design, arkitektur, platsprestanda och projektspecifika alternativ, vilket tar hänsyn till klimatet på platsförhållandena , nätkrav, krav på drifttid och andra ekonomiska faktorer.
Kontraktsgranskning och garantigranskning kommer att flagga alla språk som kan ställa tillgångsägaren till en juridisk nackdel i framtida garantianspråk.
Viktigast av allt, en klok QA-plan bör inkludera fabriksrevisioner, produktionsövervakning och fabriksacceptanstestning (FAT), inklusive stickprov och testning av kvaliteten på specifika växelriktare tillverkade för solkraftverk.
Små saker utgör helhetsbilden av ett framgångsrikt solenergiprojekt.Det är viktigt att inte försumma kvaliteten när du väljer och installerar växelriktare i ditt solenergiprojekt.
Jaspreet Singh är CEA:s inverterservicechef.Sedan han skrev den här artikeln har han blivit senior produktchef för Q CELLS.
Posttid: maj-05-2022