Σχετικά Άρθρα
Tesla: Πτώση 19% στο μικτό περιθώριο κέρδους του ενεργειακού τομέα παρά την αύξηση των εγκαταστάσεων BESS
Η επιλογή μεταξύ μετατροπέων ισχύος (PCS) τύπου string και κεντρικής αρχιτεκτονικής (central) αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη διαθεσιμότητα και την επιχειρησιακή απόδοση των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με συσσωρευτές (BESS). Όπως αναφέρει σε δημοσίευμά του το Pv Magazine, η χρήση μικρότερων μετατροπέων μπορεί να περιορίσει την ισχύ που επηρεάζεται από κάθε μεμονωμένη βλάβη, χωρίς ωστόσο να εγγυάται από μόνη της υψηλότερη συνολική διαθεσιμότητα. Καθοριστικό ρόλο διαδραματίζουν επίσης η συχνότητα εμφάνισης βλαβών, η διαθεσιμότητα ανταλλακτικών και η ταχύτητα αποκατάστασης, παράγοντες που επηρεάζουν άμεσα την ενεργειακή απόδοση και την οικονομική βιωσιμότητα ενός έργου.
Η σύγκριση string και central PCS και η επίδραση των βλαβών
Οι κεντρικοί μετατροπείς συγκεντρώνουν μεγαλύτερη ισχύ σε λιγότερες μονάδες, ενώ οι μετατροπείς string κατανέμουν τη λειτουργία σε περισσότερες και μικρότερες μονάδες. Με αυτόν τον τρόπο, σε μια εγκατάσταση με αρχιτεκτονική string, μια βλάβη μπορεί να περιορίζεται σε μικρότερο τμήμα της συνολικής ισχύος, επιτρέποντας στις υπόλοιπες μονάδες να συνεχίζουν τη λειτουργία τους.
Ωστόσο, η κατανομή της ισχύος σε περισσότερες μονάδες δεν συνεπάγεται αυτομάτως μικρότερες συνολικές απώλειες. Εφόσον η συχνότητα βλαβών και ο χρόνος επισκευής είναι αντίστοιχοι, η αναμενόμενη απώλεια ισχύος μπορεί να παραμένει παρόμοια. Επιπλέον, η αξιοπιστία κάθε μετατροπέα εξαρτάται από τον αριθμό και τα χαρακτηριστικά των επιμέρους εξαρτημάτων του. Σύμφωνα με το δημοσίευμα, οι κατασκευαστές αναφέρουν σε ορισμένες περιπτώσεις ότι ο μέσος χρόνος μεταξύ βλαβών (MTBF) των string inverters μπορεί να είναι περίπου διπλάσιος από εκείνον των κεντρικών μετατροπέων, χωρίς αυτό να αποτελεί καθολικό χαρακτηριστικό των δύο τεχνολογιών.
Τι δείχνει το παράδειγμα μιας εγκατάστασης 50 MW
Για την αξιολόγηση των δύο αρχιτεκτονικών, το δημοσίευμα εξετάζει ένα ενδεικτικό έργο ονομαστικής ισχύος 50 MW, συγκρίνοντας 13 κεντρικούς μετατροπείς των 4 MW, συνολικής εγκατεστημένης ισχύος 52 MW, με 218 string μετατροπείς των 230 kW, συνολικής ισχύος 50,14 MW.
Στο μοντέλο θεωρείται MTBF 150.000 ωρών για κάθε κεντρικό μετατροπέα και 300.000 ωρών για κάθε string μετατροπέα. Παράλληλα, υποτίθεται ότι οι string μονάδες αντικαθίστανται εντός 24 ωρών, ενώ οι κεντρικές μονάδες αποκαθίστανται είτε σε 24 είτε σε 72 ώρες.
Με αυτές τις παραδοχές, η διάταξη string εμφανίζει περίπου 8,4 φορές περισσότερες βλάβες, αλλά κάθε περιστατικό επηρεάζει σημαντικά μικρότερο τμήμα της εγκατεστημένης ισχύος. Οι υπολογιζόμενες ετήσιες απώλειες ισοδύναμης διαθεσιμότητας ισχύος είναι περίπου 52% χαμηλότερες σε σύγκριση με το σενάριο κεντρικών μετατροπέων με αποκατάσταση εντός 24 ωρών και 84% χαμηλότερες όταν η αποκατάσταση των κεντρικών μονάδων απαιτεί 72 ώρες.
Τα αποτελέσματα, ωστόσο, μεταβάλλονται σημαντικά όταν αλλάζουν οι παραδοχές. Εάν το MTBF των string μετατροπέων μειωθεί στις 150.000 ώρες, οι απώλειες προσεγγίζουν εκείνες της κεντρικής αρχιτεκτονικής με επισκευή εντός 24 ωρών. Αντίστοιχα, όταν ο χρόνος αποκατάστασης των string μονάδων αυξάνεται από 24 σε 72 ώρες, οι απώλειες ξεπερνούν εκείνες του κεντρικού συστήματος με ταχύτερη επισκευή. Το δημοσίευμα επισημαίνει, επίσης, ότι η δυνατότητα αποκατάστασης string inverters σε περίπου πέντε έως έξι ώρες από εξειδικευμένο προσωπικό επί τόπου θα μπορούσε να βελτιώσει περαιτέρω την εικόνα, αν και το συγκεκριμένο σενάριο δεν περιλαμβάνεται στους βασικούς υπολογισμούς.
Η συντήρηση και η τεχνική υποστήριξη ως καθοριστικοί παράγοντες
Η διαθεσιμότητα των BESS δεν εξαρτάται αποκλειστικά από την επιλογή της αρχιτεκτονικής PCS, αλλά και από την αποτελεσματικότητα του σχεδίου λειτουργίας και συντήρησης (O&M). Η άμεση αντικατάσταση ενός ελαττωματικού string μετατροπέα προϋποθέτει την ύπαρξη κατάλληλου ανταλλακτικού στον χώρο, εκπαιδευμένου προσωπικού, ασφαλούς πρόσβασης και σαφών διαδικασιών επαναφοράς σε λειτουργία. Εάν η επέμβαση καθυστερήσει μέχρι την επόμενη προγραμματισμένη επίσκεψη τεχνικού, ακόμη και μια μικρής έκτασης βλάβη μπορεί να οδηγήσει σε παρατεταμένη απώλεια ισχύος.
Αντίστοιχα, στα συστήματα κεντρικών μετατροπέων, η χρήση αντικαταστάσιμων μονάδων ισχύος, η ύπαρξη τοπικής τεχνικής υποστήριξης και η δυνατότητα μερικής λειτουργίας κατά τη διάρκεια της επισκευής μπορούν να περιορίσουν τις επιπτώσεις μιας βλάβης. Για μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση απαιτείται, επίσης, να λαμβάνονται υπόψη οι αστοχίες κοινών υποδομών, όπως οι μετασχηματιστές, τα συστήματα ελέγχου και οι διατάξεις προστασίας, καθώς μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα περισσότερους μετατροπείς, ανεξάρτητα από την αρχιτεκτονική τους.
Το βασικό συμπέρασμα είναι ότι οι επενδυτές και οι ιδιοκτήτες έργων αποθήκευσης ενέργειας θα πρέπει να αξιολογούν όχι μόνο τον τύπο των μετατροπέων, αλλά και τις πραγματικές επιδόσεις αξιοπιστίας, τους δεσμευτικούς χρόνους απόκρισης, τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικών και τις συμβατικές υποχρεώσεις των προμηθευτών. Η αρχιτεκτονική string μπορεί να προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα, εφόσον συνοδεύεται από την κατάλληλη υποστήριξη, ενώ η γρήγορη αποκατάσταση των βλαβών μπορεί να αποδειχθεί εξίσου σημαντική με την αρχική τεχνική επιλογή.
www.worldenergynews.gr
