Falowniki stringowe czy centralne?

To pierwsza z decyzji, którą należy podjąć już na etapie projektowania dużej instalacji fotowoltaicznej. Wybór wpływa jednak nie tylko na sposób konwersji energii, ale także na decyzje dotyczące architektury – liczbę i długość przewodów, liczbę połączeń i sposób ich prowadzenia czy zakres robót i czas potrzebny na montaż.

I właśnie tutaj pojawia się przestrzeń do optymalizacji, o której mówi się zdecydowanie rzadziej niż o samych modułach czy falownikach.

Koszt farmy PV to nie tylko moduły i falowniki

W elektrowni fotowoltaicznej BOS (Balance of System) wraz z pracami budowlanymi i robocizną generuje koszty wysokości nawet 35% całkowitych kosztów inwestycji, nie wliczając kosztów modułów.

To sporo, szczególnie w przypadku wielkoskalowych farm fotowoltaicznych. Dlatego pytanie o koszt instalacji nie powinno ograniczać się do ceny modułów i falowników -warto spojrzeć również na to, ile przewodów wymaga projekt, jak poprowadzone zostaną trasy kablowe i jak dużych zasobów ludzkich oraz czasu będzie wymagała dana architektura.

W tym obszarze różnice między rozwiązaniami mogą być znaczące.

Architektura stringowa i DC Bus – gdzie leży różnica?

W konwencjonalnej architekturze stringowej każdy string wymaga dedykowanych przewodów dodatnich i ujemnych prowadzonych do indywidualnych falowników stringowych.

Oznacza to konieczność poprowadzenia dużej liczby przewodów biegnących przez instalację. Ich montaż wiąże się z wykonywaniem zakończeń – cięciem, zdejmowaniem izolacji i zaciskaniem połączeń, co też wymaga zatrudnienia wykwalifikowanych pracowników. Im większa instalacja, tym większa skala operacji.

Alternatywą dla tego rozwiązania jest architektura DC Bus Trunk, w której zamiast prowadzić wszystkie przewody stringowe na dużych odległościach, wykorzystuje się izolowaną magistralę DC o większym przekroju, przebiegającą przez instalację. Poszczególne stringi są przyłączane do niej w wyznaczonych punktach, za pomocą przygotowanych wcześniej wiązek przewodów. 

Zmiana wydaje się przede wszystkim konstrukcyjna. W praktyce wpływa jednak na kilka istotnych elementów ekonomiki całej inwestycji.

Mniej przewodów i pracy w terenie, praktycznie bez wykopów

A gdyby tak system stringowy można było zoptymalizować poprzez zastosowanie alternatywnej strategii okablowania?

Okazuje się, że pierwszym efektem tego podejścia jest ograniczenie całkowitej długości przewodów. Magistrala wykorzystuje przewody o większym przekroju, a energia z kolejnych stringów zbierana jest na wspólnej trasie. Oznacza to mniejsze zużycie materiału w porównaniu z prowadzeniem wielu indywidualnych tras.

Druga różnica to prowadzenie przewodów. Przewody DC Bus prowadzone są jak linie napowietrzne zamontowane na konstrukcjach wspierających panele fotowoltaiczne. W zależności od projektu, zastosowanie architektury DC Bus może pozwolić na zmniejszenie całkowitej długości wykopów o 30–60%.

Trzecim elementem jest czas pracy. Zastosowanie fabrycznie przygotowanych połączeń typu plug-and-play ogranicza operacje wykonywane bezpośrednio na farmie. To możliwość uzyskania nawet 30–50% oszczędności czasu pracy w terenie,dzięki wyeliminowaniu części czynności związanych z cięciem przewodów, zdejmowaniem izolacji i wykonywaniem zakończeń.

 

 

W dużej instalacji nie mówimy więc o oszczędności kilku przewodów czy kilku minut pracy montera. Te same czynności są powtarzane setki lub tysiące razy, dlatego nawet stosunkowo niewielka zmiana architektury może mieć wymierny wpływ na harmonogram i CAPEX projektu.

Krótsza droga energii to również mniejsze straty. Dlaczego okablowania nie warto traktować jako dodatku?

Koszt przewodu nie kończy się w momencie jego zakupu i montażu – przewód pozostaje częścią instalacji przez cały okres jej eksploatacji.

W architekturze DC Bus zastosowanie przewodów o większym przekroju oznacza niższą rezystancję na metr. Jednocześnie ograniczenie całkowitej długości tras pozwala zmniejszyć straty rezystancyjne I²Roraz spadki napięcia. W efekcie większa część energii wyprodukowanej przez moduły może zostać dostarczona dalej do systemu.

Nawet niewielkie ograniczenie strat, powtarzające się przez kilkadziesiąt lat pracy instalacji, wpływa na całkowity uzysk energii, a tym samym na ekonomikę projektu.

 

Co więcej, każde dodatkowe połączenie to kolejny element, który musi zostać prawidłowo wykonany i zachować swoje parametry przez lata pracy farmy.

Ograniczenie liczby komponentów i operacji wykonywanych ręcznie, może wpływać nie tylko na czas budowy, ale także na powtarzalność montażu i późniejsze koszty O&M.

Jak wygląda to w praktyce?

Jednym ze sposobów realizacji architektury DC Bus jest Sicame Solar Solution. System ten wykorzystuje fabrycznie przygotowane wiązki przewodów z zaciskami przebijającymi izolację, które pozwalają przyłączyć poszczególne stringi do izolowanej magistrali DC bez zdejmowania z niej izolacji.

Wiązki przygotowywane są zgodnie ze specyfikacją projektu – z odpowiednio dobraną długością przewodów i złączami solarnymi. Sam zacisk wykorzystuje technologię łba zrywalnego, która zapewnia określony moment dokręcania, a montaż sprowadza się do dwóch podstawowych operacji: wstępnego dokręcenia i właściwego dokręcenia zacisku.

Nie chodzi jednak o zastąpienie jednego elementu innym. Istotą rozwiązania jest zmiana sposobu projektowania całej części DC – tak, aby ograniczyć ilość okablowania, liczbę operacji wykonywanych w terenie, zakres prac budowlanych oraz potencjalne punkty awarii.

Porozmawiajmy!

Jeśli chcesz wybrać odpowiednie rozwiązanie – skontaktuj się z nami, pomożemy dobrać produkt, który zapewni skuteczną ochronę w każdych warunkach pracy.

📩 Napisz do nas: sprzedaz@sicame.pl lub biuro@sicame.pl

🎥 Obserwuj nasz kanał na YouTube, gdzie dzielimy się fachową wiedzą z zakresu energetyki.