יום עיון סולארי: הרצאת מנכ"ל אנרייט – ארכיטקטורת ממירים במערכות סולאריות בינוניות

צילום: מיקה יערי

ממירי המתח במערכות סולאריות מוליכים את החשמל המיוצר במערכת הסולארית אל רשת החשמל המרכזית תוך המרתו מזרם ישר לזרם חילופין. הממיר הוא מרכיב קריטי במערכת היות וכל הפאנלים המחוברים לממיר תלויים בביצועיו האופטימלים בתנאים משתנים. כאשר מקימים מערכות סולאריות בהיקפים גדולים לכל תקלה או ביצוע שאינו אופטימלי משמעות כלכלית כבדה.

אילן רון, מנכ"ל חברת אנרייט המספקת מגוון פתרונות ומוצרים בתחום האנרגיה המתחדשת הרצה בנושא ארכיטקטורת ממירים וחיבור מערכות סולאריות בינוניות לרשת החשמל במסגרת יום העיון למערכות סולאריות עסקיות ובינוניות של פורטל תשתיות שהתקיים בשיתוף איגוד חברות אנרגיה מתחדשת בישראל בסינמטק ת"א.

להורדת מצגת ארכיטקטורת ממירים במערכות סולאריות – אילן רון

מערכות בינוניות – שיקולים ארוכי טווח

מודל עסקי שונה ממערכות מסחריות – המערכת בבעלות היזם

דרישה למיקסום רווחים ומזעור הוצאות לאורך זמן – תפוקת אנרגיה מרבית

• ניצולת מערכת מרבית
• מינימום הפסדי ייצור
• זמינות\אמינות גבוהות

עלויות תפעול שוטף מינימאליות

• תחזוקה שוטפת
• הפסדים כתוצאה מתקלות
• עלויות טיפול בתקלות

פרמטרים להערכה

תפוקת אנרגיה – תפוקת הפנלים

• ביצועים בחום
• ביצועים עם אור מפוזר
• תלות בזווית הקרינה

נצילות ממירים

• נצילות שיא
• נצילות ממוצעת
• מעטפת

– מינימום אנרגיה להתנעה
– נצילות בהספק נמוך

ביצועי ממירים בחום

– IP למול DE-RATING
– תוחלת חיים

הפסדי אנרגיה

הפסדים כתוצאה מלכלוך הפנלים (SOILING), הפסדי כבילה, הפסדי צימוד פנלים MISMATCH – 2%- 8% במערכת אידיאלית (בתלות בגודל).

שונות בתנאי הסביבה – זרימת אוויר לקירור, לכלוך, זוויות.

ירידה בביצועים לאורך זמן

ירידה בביצועי הפנלים – 0.2%-0.5% לשנה

עליה בשונות בין הפנלים

• SORTING כבר לא תקף

• עד 8% MISMATCH

ירידה בביצועי הממירים

עלויות אחזקה

ניקוי פנלים, אחזקה שגרתית לממירים, תפעול אתר

עלויות מצבי תקלה

סטטיסטיקה, תקלות פנלים, מכאניקה, תאים, מוליכים

תקלות כבילה
תקלות ממירים
הפסדים ישירים
היקף
זמן (גילוי , תיקון)
עליות תיקון
אילוצים

מאפייני המערכת

גודל המערכת
יחס כמות בקרי MPPT לכמות הפנלים
כמות יחידות הספק במערכת
מיקום ופיזור הממירים
אורכי ושטחי חתך כבלים
מערכת ניטור
MTTR
טולרנטיות לפנלים שונים

אלטרנטיבות יישום – ביזור ממירים

• ממירים בסדר גודל של 10 עד 20 קילוואט

• טוב למערכות עד 1.5 מגוואט

• יחס MPPT לפנלים סביר 1:70 – 1:35

• כמות יחידות הספק גדולה – שרידות בתקלות

• תיקון תקלה פשוט (החלפת ממיר) וזמין

• הפסדי כבילה סבירים

• עלות כבילה גבוהה

• מערכת ניטור לא נותנת מענה לבעיות ברמת הפנל הבודד

• אילוצי פנלים להחלפה

אלטרנטיבות יישום – ממיר(ים) מרכזי(ים)

• ממירים בסדר גודל של 500-1000 קילוואט

• טוב למערכות מעל 1.5 מגוואט

• יחס MPPT לפנלים גרוע 1:3000 – 1:1500

• כמות יחידות הספק קטנה

• "כל הביצים בסל אחד"

• הפסדים משמעותיים בעת תקלה

• בממוצע 3300 ₪ ליום לממיר 500K

• תיקון תקלה מורכב ודורש זמן

• זמינות חלפים

• זמינות צוות מיומן

• הפסדי כבילה סבירים

• יותר ב DC ופחות ב AC

• עלות כבילה גבוהה

• מערכת ניטור לא נותנת מענה לבעיות ברמת הפנל הבודד.

• אילוצי פנלים להחלפה

אלטרנטיבות יישום ממיר מרכזי עם ריבוי יחידות הספק מובנות

• ממירים בסדר גודל של 50-100 קילוואט

• טוב למערכות עד 2-3 מגוואט

• יחס MPPT לפנלים סביר ומטה 1:200 – 1:150

• כמות יחידות הספק גדולה

• הפסדים אפסיים בעת תקלה

• בממוצע 25 ₪ ליום !

• תיקון תקלה פשוט ביותר

• דורש זמן מזערי

• זמינות חלפים – במחסן

• אין צורך בצוות מיומן

• הפסדי כבילה סבירים

• יותר ב DC ופחות ב AC

• עלות כבילה בינונית

• מערכת ניטור לא נותנת מענה לבעיות ברמת הפנל הבודד

• אילוצי פנלים להחלפה

מכפילי כוח – בקרה מבוזרת

על בסיס הארכיטקטורות שהוזכרו מקודם

• בקרה מבוזרת לכל פנל

• יחס MPPT לפנלים הכי טוב שאפשר 1:1

• מערכת ניטור נותנת מענה לבעיות בפנלים בודדים

• אין אילוצי פנלים להחלפה

• בקרה מבוזרת לכל סטרינג

• יחס MPPT לפנלים טוב 1:15

• מערכת ניטור נותנת מענה לבעיות בקבוצות פנלים בודדות

• אין אילוצי פנלים להחלפה

• נקודת אופטימום של עלות\תועלת וגודל מערכת

נושאים בעייתיים:

• עלות\תועלת

• גודל מערכת