Fotovoltaik Santraller Yazı Dizisi-15
Fotovoltaik Santraller Yazı Dizisi-15
Tercüme: Alper Çelebi
4.3 Anahtarlama ve ayırma cihazlarının seçimi
FV santralin diğer bölümlerini hizmet dışı bırakmadan kontrol ve bakım müdahalelerine izin vermek için her bir dizede birer ayırma cihazının kurulumu tavsiye edilir(10). İnverter bağlantısının kesilmesi hem DC hem de AC tarafında mümkün olmalıdır; böylece her iki besleme kaynağını da, yani FV jeneratör ve şebekeyi hariç tutarak bakım yapılması sağlanabilir.
İnverterin DC tarafına bir yük ayırıcı gibi cihaz yük altında anahtarlanabilen bir ayırma cihazı takılacaktır. AC tarafında, genel bir ayırma cihazı sağlanacaktır. Şebeke ile bağlantı noktasına kurulan koruyucu cihaz kullanılabilir; eğer bu cihaz invertere yakın değilse, inverterin yük tarafına derhal bir ayırma cihazının yerleştirilmesi tavsiye edilir.
(10) Otomatik bir devre kesici kullanıldığında anahtarlama ve ayırma fonksiyonu hali hazırda dâhil olur.
4.4 Yıldırımlara karşı FV santrallerin korunması için aşırı gerilim koruma cihazlarının seçimi
Giderek yaygınlaşan FV santraller, konumları, hasar görebilirlikleri ve değerleri nedeniyle sıklıkla yıldırımlara karşı bir koruma gerektirirler.
Korumayı hayata geçirme ihtiyacı, IEC 62305-2 standardında kapsamlı olarak açıklanan olağan risk değerlendirmesini yapmayı gerektirir.
Göz önünde bulundurulan FV santraller hem binalara kurulan (cephelere, korkuluklara, güneşliklere kaplama olarak kurulan) hem de diğer tipteki bina yapıları üzerine yerleştirilenlerdir (ör: seralar, çardaklar, çatı kaplamalar, barınaklar, akustik bariyerler ve geçici yapılar).
Bundan sonra bu dokümanda bu tipler “Çatı üstü FV santraller” olarak anılacaktır. Ayrıca, zemine monte edilen santraller de göz önüne alınır; ikinci tipi, temsil ederler ve “Zemin üstü FV santraller” olarak tanımlanırlar.
Amaç, hangi koruyucu önlemlerin ne zaman gerektiğini ve de nereye, nasıl kurulacaklarını açıklamaktır.
Santral, sadece aşağıdakilerin korunması için tasarlanmıştır:
• inverter ve de DC ve AC taraflarındaki arayüz cihazları
• DC akım jeneratörü
• santralin kendisinin kontrol ve izlenmesi için cihazlar.
Bu cihazların dayanım gerilimi, üretici tarafından beyan edilmelidir; ürün standartlarının gerektirdiği minimum gerekleri temsil eden bazı açıklayıcı veriler şunlardır:
Burada Uocstc STC açık devreli gerilimdir ve bir FV modülde standart test koşullarında ölçülür.
Doğrudan yıldırıma karşı korunacak kablolar:
• ana panodan invertere AC besleme kabloları
• DC jeneratörden invertere DC besleme kabloları
• sensörleri tüketici birimine bağlayan sinyal kabloları.
IEC 62305-2 standardıyla uyumlu olarak yapılan risk değerlendirmesi göstermektedir ki bu uygulamalar açısından, insan kaybı riski tolere edilebilir riskten daha düşüktür ve en önemlisi, sınırlı sayıda insan bulunduğundan böylesi yapılarda, sadece hasar görebilecek santral bileşenlerinin
değeri ile değil, aynı zamanda olası bir üretim kesintisi ile de bağlantı bir ekonomik kayıp riski daima mevcuttur. Kayıpların maliyeti koruma önlemleri maliyetlerini geçtiğinde, bir koruma sistemi gerekli hale gelir; üretim kesintisinin yüksek ekonomik etkisi göz önünde bulundurulduğunda
bu kuvvetle muhtemeldir.
Ancak, açık bir şekilde anlaşılmalıdır ki sadece santralin sahibi veya yöneticisi tolere edilebilir hasar sıklığını (FT) belirleyebilir. Bu tanım, yukarıda bahsedilen ekonomik
değerlendirmeleri göz ardı edemez.
Bir gösterge olarak tipik bir değer aralığı: 20 yıllık sürede bir hasardan (FT = 0.05) 10 yıllık sürede bir hasara (FT = 0.1).
Hasar sıklığının değeri tanımlanıp belirlendikten sonra, IEC 62305-2 standardıyla uyumlu olarak koruma önlemlerinin boyutunu seçmek ve belirlemek mümkündür.
Çatı üstü ve zemin üstü FV santraller arasında bir ayrım yapılmalıdır.
4.4.1 Çatı üstü FV santraller
Çatı üstü FV santraller söz konusu olduğunda yapılacak ilk şey, IEC 62305-2 standardına uygun olarak bir LPS(11) ’nin kurulumuna ihtiyaç olup olmadığını belirlemek için binanın toplama alanının hesaplanmasıdır.
(11) Yıldırımdan Korunma Sistemi: hem harici (dedektörler, yıldırım iletkenleri ve toprak elektrotları) hem de dâhili (korunacak yapıya giren yıldırım akımının elektromanyetik etkilerini azaltmak için koruyucu önlemler) koruyucu sistemlerden oluşur.
Eğer bir LPS kurulumu gerekmiyorsa, kentsel bir alanda çalışmıyorsak, gelen elektrik hattı için koruma sağlamak gerekir; koruma, en az 5 kA Iimp ve 15 kA In’e sahip bir Test Sınıfı I SPD ile elde edilebilir. Up koruma seviyesinin seçimi için daha fazla dikkat etmek gerekir: eğer SPD’ler korunacak cihazlardan 10 metre daha az bir uzaklığa kurulmuşsa, [4.8] ilişkisine göre sadece bağlantıların uzunluğu hesaba katılacaktır:
Up = Up/f - ΔU ≤ 0.8×Uw - ΔU [4.8]
burada Up/f SPD’nin asıl koruma düzeyidir, Up SPD’nin koruma düzeyidir, Uw korunacak cihazların darbe dayanım gerilimidir ve ΔU = Δl×1 kV/m, SPD’nin bağlantı iletkenlerindeki gerilim düşüşüdür; yine de, eğer SPD’ler spinterometrik tipteyse, Up/f değeri, Up ve ΔU değerlerinin en yükseği olur.
Öte yandan, cihazlar daha uzaksa, iki seçenek mümkündür: korunacak aygıta yakın ilave bir koordineli Sınıf II SPD veya [4.9] ilişkisine göre tamamen daha düşük bir koruma derecesine sahip yukarıda bahsedilen Sınıf I SPD:
Up = Up/f - ΔU ≤ 0.5×Uw - ΔU [4.9]
Bu durumda, modüllere gelen DC kablo için koruma sağlamak gerekir; yapılacak ilk şey FV modülleri destekleyen yapı ile inverter yanında bulunan bağlama çubuğu arasında bir bağlantı kurmaktır; döngünün uzunluğunu sınırlamak için bu bağlantı DC kabloya olabildiğince yakın yerleştirilecektir.
IEC 62305-4 standardı, nu tarz bir döngüye sevk edilen gerilimin nasıl hesaplanacağını ve dayanım seviyesi aşılırsa SPD’lerin nasıl boyutlandırılacağını açıklar. Böylesi hesaplamalar, bir taraftaki modül ve diğer taraftaki inverter yakınlarına Sınıf II SPD’ler kurularak pas geçilebilir. Sınıf II SPD’ler, en az 5 kA’lık In‘e sahip olacak, koruma seviyesi de cihazların dayanımları ve uzaklıkları hesaba katılarak halihazırda AG hattı için yapıldığı gibi sabitlenecektir.
Şekil 4.3
Eğer bir LPS’nin kurulum gerekiyorsa, her durumda gelen elektrik hattının bir Test Sınıfı I SPD ile korunması gereklidir. SPD’nin Iimp, In, Up değerleri ve ilave bir SPD Sınıf II ihtiyacının belirlenmesi daha önce anlatılanlarla aynı şekilde seçilmelidir.
DC kabloların korunması için, iki olasılık göz önünde bulundurulur:
a) LPS ve FV modül arasındaki ayrım mesafesi korunduğunda:
Sınıf II SPD’ler, en az 5 kA’lık In ile bir taraftaki modüllerin ve diğer taraftaki inverterin yakınına kurulacaklardır.
b) LPS ve FV modül arasındaki ayrım mesafesi korunmadığında:
Şekil 4.5
Şekil 4.5’te gösterildiği gibi panellerin yapısının LPS ile eş potansiyelli bir bağı gereklidir. Ek olarak, modülün ve inverterin DC tarafının korunması için ilave SPD Sınıf I gereklidir. Iimp akımı, Standartlarda açıklandığı gibi, yıldırım akımı bölünerek hesaplanacaktır.
“S” mesafesinin korunduğu veya korunmadığı her iki durumda da, SPD’nin gereken koruma seviyesi (Up) değişmez.
4.4.2. Zemin üstü FV santraller
Zemine kurulu santraller genellikle oldukça büyüktür ve kırsal ve uzak yerlerde konumlandırılırlar.
Şekil 4.6
Tipik olarak kılıflı olmayan üç fazlı bir OG hattıyla beslenirler ve bunlar kilometrelerce uzun olabilir.
Bu hat, dayanım gerilimi genellikle 4 kV’ye eşit olan, yük tarafında inverterlerin bulunduğu bir OG/AG transformatörüne gelir; PE iletken ise genellikle faz iletkenlerle aynı kabloda dağıtılır.
FV santraline genellikle bir telekom hattı girdiğinden, santralin kontrolü ve izlenmesi özel bir dikkat gerektirecektir. Her şeyden önce, binalar için yapılana benzer şekilde, toplama alanı, yapının açıkta olup olmadığını belirlemek için analiz edilir.
Ayrıca, yapı açıkta olmadığında, DC hatlar çatı üstü yapılar için söz konusu olan aynı kriterler izlenerek korunmalıdır.
Öte yandan, eğer yapı açıktaysa, bir yıldırımdan korunma sistemi (LPS) sağlanmalıdır.
Sınıf IV veya III bir LPS (LPL III-IV, yani 100 kA, 10/350 bir yıldırım akımı) yeterlidir. Bir LPS, FV santralden izole edilebilir.
Şekil 4.7
Harici bir LPS için kurulum gereksinimleri IEC 62305-3 standardında belirtilmiştir.
Alternatif akım AG güç hattı, en az 10 kA Iimp ve en az 15 kA In’e sahip, Sınıf I testli SPD’ler ile korunmalıdır; Up açısından, önceki durumlardaki aynı kriter uygulanabilir.
Aşağıdaki şekiller, A’den D’ye farklı bölgelere ayrılmış bir FV santralin yapısını göstermekte ve her bölgede kurulu SPD tarafından yürütülen koruma fonksiyonlarını belirtmektedir.
Şekil 4.8 Şekil 4.9
Bundan sonraki yazımızda " Topraklama ve Doğrudan Temasa Karşı Koruma " anlatılacaktır.
Paylaş:
SON YAZILAR
Sigortalar İçin El Kitabı Bölüm-1 18 Temmuz 2019
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!