Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Santrallerinde Önemli Kriterler

Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Santrallerinde Önemli Kriterler
Hamed Jahed *,1
1
Temiz Tükenmez Enerjiler AD, Fen Bilimleri Enstitüsü, Hacettepe Üniversitesi, Beytepe, 06800, Ankara, Türkiye
Gönderilme: 17/04/2012
Düzeltme: 06/05/2012
Kabul:
PACS 88.40.hj, 88.40.mp, 88.80.Cd, 72.40.+w, 84.37.+q, 88.05.Bc
*e-posta:
jahed@hacettepe.edu.tr,
Telefon: 0543 441 98 87
Dünya üzerinde fotovoltaik güç sistemleri ile elektrik üretimindeki artışla beraber Türkiye’de de bu bilinç oluşmuş ve birçok
farklı uygulama yapılmıştır. Türkiye’deki uygulamalar dünya ortalamasının çok altında kalmasına rağmen önümüzdeki yıllarda
büyük artışların gerçekleşmesi beklenmektedir. Bir fotovoltaik
tesisi tasarlayıp veya planlarken, olumsuz etkileşimleri önlemek
için inverter topolojisi, modül teknolojisi ve konfigürasyon konularında dikkate alınması gereken bazı belirli kriterler vardır.
ortaya çıkmasına yol açar. Bu dalgalanmalar şebeke frekansında
hatta anahtarlama frekansında sinüs ya da kare dalga formundadır.
400 volt MPP’a ayarlanan PV modül dizilerinin düşük (mavi) ve yüksek (kırmızı) gerilimi ki inverter tipine ve dizilerin
kutuplarının topraklanmış olup olmadığına bağlıdır.
Kuzey Amerika’daki en büyük şebeke bağlantılı güneş
elektrik santralı
Bu parametrelerden bazısı kaçak akım (Leading Leakage Currents) ve Tersinir Akım (Reverse Current) gibi tüm şebeke bağlantılı topolojilerde oluşmakta ve bazıları ise sadece trafosuz dizi
inverterli sistemlere özeldir. Kapasitif Deşarj Akımı (Capacitive
Discharge Currents), Potansiyel Kaynaklı Degradasyon (Potential Induced Degradation) ve İzolasyon Direnci (Insulation resistance) bu tür tasarımlarda yer almaktadır.
Son zamanlarda solar sistemlerde kullanılan trafosuz inverterli
model sayısı oldukça artmaktadır. Trafosuz inverterlerin verimleri güneş elektrik enerjisi sistemlerinde kullanılan trafolu inverter
verimlerine göre daha yüksektir ve fiyatları da daha düşüktür.
Geleneksel elektrik sistemleriyle rekabet eden fotovoltaik sistemler için bu iki özellikle de çok önemli avantajlardır. Fakat bu tür
sistemlerde solar PV modülünde galvanik izolasyon sağlanmadan, direkt olarak elektrik şebekesine bağlanması bir kaç olumsuz etkiye sebep olmaktadır. İnverter topolojisine bağlı olarak bu
durum PV grubu ve toprak arasında potansiyel dalgalanmaların
Trafosuz inverterler kullanırken, tesisin tamamının izolasyon direnci (Riso) için belirli eşik değerleri dikkate alınmalıdır. Her PV
tesis toprağa göre farklı bir potansiyel sergiler. Bazı durumlarda
kötü izolasyon sebebiyle kaçak akımlar oluşacaktır. Bu yüzden
trafosuz inverterlerde her şebeke bağlantısı öncesi Riso ölçmek
gerekmektedir. Bu tip İnverterlerde galvanik izolasyon olmaması
nedeniyle sürekli ölçüm (çalışma sırasında) mümkün değildir.
Tersinir akımı ise dizilerin paralel bağlantılı halinde bir dizinin
açık devre terminal gerilimi diğer paralel dizilerden farklı olduğu
durumda ortaya çıkar. Tersinir akımın arızalı diziye akmasıyla ve
bu akımın şiddetine bağlı güneş hücrelerindeki dahili yapısal diyotların aşırı ısınma ve dizideki hücrelerin bozulmasına neden
olabilir.
Bu yazıda şebeke bağlantılı trafosuz dizi inverterli (Transformerless String Inverter Configuration) ve merkezi inverterli fotovoltaik sistemlerinin tasarımında öngörülmesi gereken parametreler
incelenecektir.
Anahtar Kelimeler: Güneş Elektrik Santralı, Şebeke Bağlantılı Fotovoltaik Santral, Kaçak akım, Kapasitif deşarj akım, Tersinir akım,
Potansiyel Kaynaklı Degradasyon. Şebeke bağlantılı enerji kaynakları, güneş elektrik sistemleri, İzolasyon Direnç, Elektrik Direnç Öl-çümü, Trafosuz İnverter, Yenilenebilir Enerji.