Falowniki uruchamiały się z opóźnieniem. Farma PV straciła niemal 2 proc. produkcji
Opóźniony start falowników po wschodzie słońca może być istotnym, a jednocześnie łatwym do przeoczenia źródłem strat w elektrowniach fotowoltaicznych. Analiza jednej z brazylijskich farm PV wykazała, że z tego powodu w ciągu roku przepadło niemal 2 proc. produkcji energii.
Badacze z Uniwersytetu Campinas przeanalizowali dane operacyjne z 2023 r. z elektrowni fotowoltaicznej w zachodniej części brazylijskiego stanu Sao Paulo. Instalacja o mocy 30 MWp wykorzystuje moduły jednostronne (monofacjalne) na trackerach jednoosiowych oraz osiem falowników centralnych. Dane analizowano z rozdzielczością 15 minut. Naukowcy skupili się na sytuacjach, w których po wschodzie słońca falownik nie pracował, choć warunki pozwalały już na produkcję energii. W skrajnych przypadkach opóźnienie sięgało nawet czterech godzin od wschodu słońca.
1,88 proc. energii straconej w ciągu roku
Analiza wykazała, że 6,09 proc. wszystkich pomiarów mocy AC przypadało na sytuacje, w których falownik nie produkował energii, mimo że na płaszczyznę modułów docierało już promieniowanie słoneczne. Nie oznacza to jednak utraty 6,09 proc. produkcji. Po oszacowaniu energii, którą można było wytworzyć w tych okresach, roczną stratę określono na 1,88 proc. całkowitej produkcji. Autorzy wskazują, że to poziom porównywalny ze stratami wynikającymi m.in. z zabrudzenia modułów, ich niedopasowania czy strat w okablowaniu.
Szczególnie ważny okazał się początek dnia. Ponad 55 proc. wszystkich strat wystąpiło w pierwszych 90 minutach po wschodzie słońca, kiedy średnie roczne napromienienie nie przekraczało ok. 300 W/m². Największe straty w pojedynczym 15-minutowym przedziale odnotowano między 60. a 75. minutą po wschodzie.
Problem miał też charakter sezonowy – 68,8 proc. rocznych strat przypadło na pierwszą połowę roku. Poszczególne falowniki zachowywały się przy tym bardzo różnie, choć pochodziły z tej samej serii. Miesięczne straty związane z opóźnionym startem wynosiły od 0,14 do 5,02 proc. produkcji danego urządzenia.
Wystarczą dane z falownika i godzina wschodu słońca
Badacze opracowali też metodę, która pozwala oszacować takie straty bez rozbudowy systemu pomiarowego. Wystarczą do tego dane o mocy czynnej AC poszczególnych falowników oraz godzina wschodu słońca. Energię utraconą w czasie opóźnionego startu szacuje się na podstawie średniej produkcji w tych samych przedziałach czasowych w dniach, gdy falownik działał prawidłowo.
Metoda ma jednak ograniczenia. Na wynik mogą wpływać m.in. różnice w zachmurzeniu, a brak dni referencyjnych z prawidłową pracą falownika może prowadzić do niedoszacowania strat. W takich sytuacjach autorzy proponują zastosowanie innych metod modelowania.
Wilgoć może mieć znaczenie, ale to jeszcze hipoteza
Autorzy zwracają uwagę, że więcej opóźnień występowało w bardziej wilgotnej części roku. Jedna z hipotez zakłada czasowy spadek rezystancji izolacji po stronie DC, związany np. z poranną wilgocią lub rosą na modułach, złączach i okablowaniu. Falownik mógłby wówczas opóźniać załączenie do czasu poprawy parametrów izolacji. Badacze podkreślają jednak, że nie udało się potwierdzić związku przyczynowego. Wśród innych możliwych czynników wymieniają wahania napięcia w sieci, działanie oprogramowania falownika, temperaturę oraz tempo wzrostu nasłonecznienia.
Trzeba też pamiętać, że falownik nie zaczyna pracy natychmiast po pojawieniu się pierwszego światła. Przed załączeniem do sieci sprawdza m.in. warunki po stronie DC oraz podstawowe parametry bezpieczeństwa i sieci. Sam wschód słońca nie oznacza więc jeszcze rozpoczęcia produkcji.
Zdaniem autorów opóźniony start falowników powinien być traktowany nie jako pojedyncza anomalia, ale jako mierzalny mechanizm strat, który warto uwzględniać w monitoringu i planowaniu utrzymania dużych instalacji PV, a także w prognozach finansowych.
Więcej informacji można znaleźć w artykule naukowym pt. „A method for quantifying availability losses caused by PV inverter start-up delays in a large-scale PV power plant: A case study in Southeastern Brazil”, opublikowanym w czasopiśmie Electric Power Systems Research.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
Obserwuj nas w Google News
