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Quando i proprietari di risorse solari prendono in considerazione l'affidabilità delle loro centrali solari, possono pensare ai moduli solari di prima classe che acquistano o possono eseguire la garanzia della qualità dei moduli.Tuttavia, gli inverter della fabbrica sono il fulcro delle operazioni del progetto solare e sono fondamentali per garantire tempi di attività.Va notato che un costo del 5% delle apparecchiature in una centrale fotovoltaica può causare il 90% dei tempi di fermo della centrale.Per riferimento, secondo un rapporto del Sandia National Laboratory del 2018, gli inverter sono la causa fino al 91% dei guasti nei grandi progetti di servizi pubblici.
Quando uno o più inverter si guastano, più array fotovoltaici verranno disconnessi dalla rete, il che ridurrà notevolmente la redditività del progetto.Ad esempio, si consideri un progetto solare da 250 megawatt (MW).Il guasto di un singolo inverter centrale da 4 MW può causare perdite fino a 25 MWh/giorno, o per una tariffa di contratto di acquisto di energia (PPA) di $ 50/giorno, una perdita di 1.250 MWh al giorno.Se l'intero array fotovoltaico da 5 MW viene spento per un mese durante la riparazione o la sostituzione dell'inverter, la perdita di entrate per quel mese sarà di 37.500 USD, ovvero il 30% del costo di acquisto originale dell'inverter.Ancora più importante, la perdita di reddito è un segno distruttivo sul bilancio dei proprietari di attività e una bandiera rossa per i futuri investitori.
Ridurre il rischio di guasto dell'inverter è più che semplicemente acquistare da un elenco candidato di produttori di inverter di primo livello di finanziamento e scegliere il prezzo più basso.
Con più di dieci anni di esperienza nello sviluppo e nella gestione di inverter di varie taglie per i principali produttori, posso assicurarvi che gli inverter non sono commodities.Ogni fornitore ha una serie diversa di design proprietari, standard di progettazione, parti e software, nonché componenti standard comuni che possono avere i propri problemi di qualità e catena di fornitura.
Anche se ti affidi a un modello collaudato che non ha mai fallito nel corretto funzionamento e manutenzione, potresti comunque essere a rischio.Poiché le aziende di inverter sono state sotto pressione per ridurre i costi di produzione, anche confrontando gli inverter dello stesso modello, il design continuerà ad essere aggiornato.Pertanto, il modello di inverter preferito che era affidabile sei mesi fa potrebbe avere componenti chiave e firmware diversi quando installato nell'ultimo progetto.
Per ridurre il rischio di guasto dell'inverter, è importante capire come si guasta l'inverter e quali misure possono essere adottate per ridurre questi rischi.
Progettazione n. 1: il fallimento della progettazione è correlato all'invecchiamento prematuro dei componenti elettronici chiave, come i transistor bipolari a gate isolato (IGBT), i condensatori, le schede di controllo e le schede di comunicazione.Questi componenti sono progettati per determinate applicazioni e condizioni, come temperatura e sollecitazioni elettriche/meccaniche.
Esempio: se il produttore dell'inverter progetta che l'IGBT del suo stack di alimentazione sia classificato a una temperatura ambiente massima di 35°C, ma l'inverter funziona a piena potenza a 45°C, la classificazione dell'inverter progettata dal produttore non è IGBT.Pertanto, è probabile che questo IGBT invecchi e fallisca prematuramente.
A volte, i produttori di inverter progettano inverter con un minor numero di IGBT al fine di ridurre i costi, che possono anche portare a temperature/stress operativi medi più elevati e invecchiamento prematuro.Non importa quanto illogico, questa è ancora la pratica in corso a cui ho assistito nell'industria solare per 10-15 anni.
La temperatura di esercizio interna e la temperatura dei componenti dell'inverter sono considerazioni chiave per la progettazione e l'affidabilità dell'inverter.Questi guasti prematuri possono essere ridotti mediante una migliore progettazione termica, una dissipazione del calore localizzata, l'impiego di inverter nelle aree a temperatura più bassa e la designazione di una manutenzione più preventiva.
# 2 Test di affidabilità.Ogni produttore dispone di protocolli di prova personalizzati e proprietari per valutare e testare inverter di vari livelli di potenza.Inoltre, la riduzione del ciclo di vita del progetto potrebbe richiedere di saltare la fase critica di test di specifici modelli di inverter aggiornati.
#3 serie di difetti.Anche se il produttore sceglie il componente corretto per la corretta applicazione, il componente stesso potrebbe presentare difetti nell'inverter o in qualsiasi applicazione.Che si tratti di IGBT, condensatori o altri componenti elettronici chiave, l'affidabilità dell'intero inverter dipende dall'anello più debole della qualità della sua catena di fornitura.È necessario adottare una tecnologia sistematica e una garanzia di qualità per ridurre il rischio che elementi difettosi alla fine entrino nel tuo pannello solare.
# 4 Materiali di consumo.I produttori di inverter sono molto precisi riguardo ai loro piani di manutenzione, inclusa la sostituzione dei materiali di consumo come ventole, fusibili, interruttori automatici e quadri.Pertanto, l'inverter potrebbe guastarsi a causa di una manutenzione impropria o mancata.Tuttavia, allo stesso modo, potrebbero anche non funzionare a causa di difetti di progettazione o fabbricazione di inverter di terze parti o materiali di consumo OEM.
#5 Produzione: Infine, anche l'inverter meglio progettato con la migliore catena di approvvigionamento può avere una catena di montaggio scadente.Questi problemi di catena di montaggio possono verificarsi in tutti gli aspetti del processo di produzione.Qualche esempio:
Ancora una volta, per mantenere i tempi di attività e la redditività a breve e lungo termine, è essenziale installare un inverter collaudato e affidabile.In quanto società di garanzia della qualità di terze parti, China Eastern Airlines non ha preferenze per produttori, modelli o pregiudizi nei confronti di qualsiasi marchio.La realtà è che tutti i produttori di inverter e le loro catene di approvvigionamento avranno di tanto in tanto problemi di qualità e alcuni problemi sono più frequenti di altri.Pertanto, al fine di ridurre il rischio di guasto dell'inverter, l'unica soluzione affidabile è un piano di affidabilità e qualità (QA) coerente.
Per la maggior parte dei clienti di grandi progetti di servizi pubblici con il maggior rischio finanziario, il piano di garanzia della qualità dovrebbe prima selezionare il miglior inverter disponibile in base al suo design, architettura, prestazioni del sito e opzioni specifiche del progetto, che terranno conto del clima in loco Condizioni , requisiti di rete, requisiti di uptime e altri fattori finanziari.
La revisione del contratto e la revisione della garanzia contrassegneranno qualsiasi linguaggio che potrebbe mettere il proprietario del bene in uno svantaggio legale in qualsiasi futura richiesta di garanzia.
Ancora più importante, un saggio piano di QA dovrebbe includere audit di fabbrica, monitoraggio della produzione e test di accettazione in fabbrica (FAT), inclusi controlli a campione e test della qualità di inverter specifici prodotti per le centrali solari.
Le piccole cose costituiscono il quadro generale di un progetto solare di successo.È importante non trascurare la qualità nella scelta e nell'installazione degli inverter nel proprio progetto solare.
Jaspreet Singh è il responsabile del servizio inverter di CEA.Da quando ha scritto questo articolo, è diventato il senior product manager di Q CELLS.