Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και ασφαλής σχεδιασμός φωτοβολταϊκών συστημάτων

• Κύριος συγγραφέας: Πάνος, Απόστολος
• Άλλοι συγγραφείς: Πυργιώτη, Ελευθερία
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2010
• Θέματα: Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα; Φωτοβολταϊκά συστήματα; Σχεδιασμός ασφαλείας; Electromagnetic compatibility; Photovoltaic systems; Safety design

Σε αυτή την εργασία ερευνήθηκε λεπτομερώς η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) και η ασφάλεια ενός Φ/Β συστήματος. Τα συμπεράσματα από αυτές τις έρευνες θα συμβάλουν στη βελτίωση ή/και τη δημιουργία προτύπων σχετικά με την EMC και την ασφάλεια των συστημάτων . Τα κύρια θέματα που καλύπτονται από την εργασία είναι - έρευνες σχετικά με το ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον (π.χ. επίδραση από κεραυνό, μετρήσεις στο δίκτυο χαμηλής τάσης και υπερτάσεις) - έρευνες όσον αφορά τις εκπομπές (παρεμβολές στη περιοχή ραδιοφωνικών συχνοτήτων και περεμβολές λόγω αγωγής στις γραμμές συνεχούς.) - έρευνες που στοχεύουν στην διαμόρφωση των απαιτήσεων ασφαλείας. Οι κοινές δοκιμές ασφαλείας έναντι σε πλήγμα κεραυνού είναι βασισμένες σε ξεπερασμένα δεδομενα και δεν απεικονίζουν την πραγματική καταπόνηση. Για να υπερκεραστει αυτή η κατάσταση που διαπιστωθηκε σχετικά με την έμμεση επίδραση πλήγματος κεραυνού σε φ/β σύστημα, πραγματοποιήθηκε έρευνα σε έναν πειραματικό σταθμό που εγκαταστάθηκε σε θέση με υψηλό ποσοστό πληγμάτων από κεραυνό (Ng) (βουνό "Gaisberg", Αυστρία). Ένα σημαντικό αποτέλεσμα από τις μετρήσεις είναι ότι η κλήση του μετώπου του ρεύματος κεραυνού είναι κατά μέσον όρο 4 φορές υψηλότερη από τον τυποποιημένο παλμό ρεύματος 1.2/50 μs. Ένα σύστημα ανάλυσης αυτόνομων φ/β συστημάτων που χρησιμοποιείται στη νήσο Fuerteventura και εκτελέστηκε από την EnEtica, την arsenal research και την ISET έχει παρουσιάσει ποικιλία προβλημάτων όσον αφορά τα φ/β συστήματα. Μεταξύ αυτών, είναι προβλήματα με υπερρεύματα και βραχυκυκλώματα, ραδιο εκπομπή, αρμονικές, κλιματολογική επιρροή (κάλυψη από άμμο, διάβρωση), και άλλα. Τα αποτελέσματα από αυτές τις έρευνες χρησιμοποιήθηκαν για να υπογραμμίσουν την ανάγκη για νέες δοκιμές σε μερικά ηλεκτρονικά τμήματα των φ/β συστημάτων . ΟΙ μετρήσεις για το δίκτυο χαμηλής τάσης εκτελέσθηκαν από την EAM. Πρώτα, δίνεται μια επισκόπηση για τα χαρακτηριστικά του δικτύου χαμηλής τάσης από την άποψη των διακυμάνσεων της τάσης, της ανάλυσης αρμονικών, της σύνθετης αντίστασης, και άλλων παραμέτρων. Αφετέρου ερευνήθηκε η ανατροφοδότηση των Φ/Β συστημάτων στο δίκτυο χαμηλής τάσης . Η κύρια προσοχή της έρευνας της ISET εστιάστηκε στις έρευνες σχετικά με τη παρεμβολή των φ/β συστημάτων στις ραδιοφωνικές συχνότητες. Ένα αποτέλεσμα αυτών των ερευνών είναι χαρακτηριστικά, η σύνθετη αντίσταση και ο συντελεστής κεραίας των φ/β συστημάτων. Με βάση αυτήν την έρευνα προτείνεται μια εργαστηριακή εγκατάσταση με προσομοιωτή δικτύου με συνθετη αντίσταση γραμμής συνεχούς ρεύματος . Η έρευνα για άλλες απαιτήσεις, σχετικά με τους αντιστροφείς όσον αφορά τις παρεμβολές σε γραμμές εναλασσόμενου ρεύματος και τις αρμονικές, έχουν οδηγήσει σε πολλές νέες βελτιώσεις και προτάσεις σχετικά με την οργάνωση των δοκιμών και τα εφαρμόσιμα όρια. Οι έρευνες συνοδεύτηκαν από μια σειρά δοκιμών που διενεργήθηκαν σε διάφορους αντιστροφείς, για σύνδεση με δίκτυο, αντιστροφείς για αυτόνομα συστήματα και ρυθμιστές φόρτισης μπαταριών. Μεταξύ των άλλων θα μπορούσε να αποδειχθεί ότι ένας σημαντικός αριθμός αντιστροφέων διαθέσιμος σήμερα στην αγορά παράγει σήματα σε ραδιοσυχνότητες που ξεπερνούν τα όρια αντοχής των οικιακών συσκευών. Ένα είδος παρέμβασης είναι σήματα που εκπέμπονται στις γραμμές συνεχούς ρευματος από τους αντιστροφείς, και μπορούν να οδηγήσουν στη δημιουργεία σημαντικών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Η εργασία που πραγματοποιήθηκε από την arsenal research επικεντρώθηκε γύρω από την επεξεργασία των νέων απαιτήσεων ασφάλειας για τα Φ/Β συστήματα. Ερευνήθηκαν επίσης όλες οι πιθανές διαταραχές που μπορούν να προκληθούν: υπερτάσεις λόγω βραχυκυκλωμάτων και διακοπτικών ενεργειών, υψηλές αρμονικές στο κύκλωμα εξόδου του αντιστροφέα, εργαστηριακές μετρήσεις των διαταραχών λόγω επαγωγής, κτλ. Διάφοροι μέθοδοι και μετρήσεις αναπτύχθηκαν για να αποφευχθούν αυτές οι διαταραχές ή για να επιτευχθεί το απαραίτητο επίπεδο ασφάλειας. Με βάση τις έρευνες έχουν αναπτυχθεί πλέον νέοι μέθοδοι δοκιμών και νέα κυκλώματα δοκιμών και επιπλέον προτείνονται νέες οδηγίες ασφάλειας.Αυτή η εργασία ολοκληρώθηκε με πρόσθετες δοκιμές που εκτελέσθηκαν σε αναστροφείς για παράλληλη λειτουργία δικτύου και ρυθμιστές φόρτισης μπαταριών. Αποτελέσματα ορισμένων δοκιμών είναι: a) Οι υψηλές διαταραχές στις συχνότητες των γραμμών εναλλασσόμενου ρεύματος σε φάσμα συχνότητας 10kHz - 150kHz. b) Πολλοί αντιστροφείς είναι πάρα πολύ ευαίσθητοι έναντι των σημάτων ελέγχου (200Hz - 3kHz). c) Το επαγωγικό μέρος του δικτύου μπορεί να οδηγήσει σε υψηλές αρμονικές στο κύκλωμα εξόδου του αντιστροφέα. d) ρεύματα μπορούν να οδηγήσουν σε μια σημαντική μείωση της τάσης παραγωγής των αντιστροφέων κάτι που αποτελεί κίνδυνο για συνδεδεμένους καταναλωτές.