priključak velikih fotonaponskih elektrana na ... · pdf filenačelna shema nn mreže za...

Priključak velikih fotonaponskih elektrana na distribucijsku mrežuRanko Goić, Jakov Krstulović Opara, Damir Jakus, Ivo Zlatunić, Ivan Penović

Priključak velikih fotonaponskihj pelektrana na distribucijsku mrežu

DRUGO SAVJETOVANJEHRVATSKOG OGRANKA MEĐUNARODNE ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE

Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


S d ž jSadržajUvod – pregled dosadašnjeg trenda iskorištavanja p g j g jfotonaponskog efekta u svijetu i Hrvatskoj Princip rada i osnovne komponente fotonaponskih elektranaPriključak fotonaponske elektrane na srednje naponsku distribucijsku mrežuAspekti priključka i prihvata električne energije iz FN l ktelektrana

Utjecaj priključka fotonaponske elektrane na pogonske prilike u mrežiprilike u mrežiZaključak


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


• Instalirana snaga fotonaponskih sustava u svijetu udvostručava seInstalirana snaga fotonaponskih sustava u svijetu udvostručava se svake dvije godine s prosječnim porastom od 48% od 2002.godine

• Do kraja 2008. godine ukupna instalirana snaga prelazi 16 GW, od č j 80% iklj č ž t t k či t t j i FN

18.000

čega je 80% priključeno na mrežu, a ostatak čine tzv. samostojni FN sustavi

Sustavi priključeni na mrežu

Ukupno

Samostojni sustavi

16.000

14.000

Samostojni sustavi12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


• Velike fotonaponske elektrane definirane su snagom iznad 200 kW, a najveće danas instalirane snaga su i do 60 MWp

• Hrvatska znatno ostaje za svjetskim prosjekom zbog nadekvatnog• Hrvatska znatno ostaje za svjetskim prosjekom zbog nadekvatnog regulatornog okvira za izgradnju takvih sustava


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


• Prema “Tarifnom sustavu za proizvodnju električne energije iz• Prema Tarifnom sustavu za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora i kogeneracije” utvrđen je limit od 1MW na ukupnu instaliranu snagu iz sunčanih elektrana koji imaju pravo na poticajnu cijenu električne energijecijenu električne energije

Tarifni sustav za OIE (“S č l kt ”)

2007.g. 2010.g. • Povećanje poticajnih mjera za izgradnju fotonaponskih(“Sunčane elektrane”) kn/kWh kn/kWh

Pints < 10 kW 3,40 3,77

izgradnju fotonaponskih sustava u Hrvatskoj najavljeno je novom energetskom strategijom (2008. g.), prema

10 kW <= Pints < 30 kW 3,00 3,33

strategijom (2008. g.), prema kojoj se Hrvatska do 2020.g. mora biti izjednačena sa Španjolskom gledano

Pints >= 30 kW2,10 2,33

instalirane snage po glavi stanovnika (11.7W/stanovniku), te Njemačkom do 2030. godine (preko 45 W/stanovniku)(preko 45 W/stanovniku)


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Strujno naponska karakteristika FN ćelije

uja

[A]

[W]

Stru

Snag

a


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


3.5

E=1000W/m2

E=800W/m22.5

3

E=600W/m2

E=400W/m2

E 200W/ 2

1

1.5

2

Utjecaj intenziteta zračenja i temperature na promjenu napona i

E=200W/m2

Napon [V]

0

0.5

0 5 10 15 20 25

na promjenu napona i struje FN modula

°C

2.5

3.5

3

50°C

25°C

75°C

1

1.5

2

0°C

-25°C

Napon [V]

0

0.5

0 10 20 30 40


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


FN moduli spajaju su na mrežu prekona mrežu preko invertera, u varijantama:

• Centralni inverter-a)• Inverter za niz FNInverter za niz FN

modula-b)• Inverter za više

i FN d lnizova FN modula• Inverter integriran u

FN modul-c))


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Načelna shema NN mreže za veliku FN elektranu i povezivanje s priključnomNačelna shema NN mreže za veliku FN elektranu i povezivanje s priključnom TS 0.4/10(20) kV za priključak na mrežu

DC

AC

+

-

R S T

N

DC

AC

+

-

R S T

N

R S TNPE

DC

AC

DC

AC

+

-

+

-

R S T

N

R S T

N

RAZVODNI ORMAR NRAZVODNI ORMAR N

NN kabel (izvod) N

NN kabel (izvod) 2NN kabel (izvod) 1

......

DC

AC

+

-

R S T

N

DC

AC

+

-

R S T

N

R S TNPE

0.4 kVRAZVODNI ORMAR 2

NN kabel (izvod) 1

DC

AC

DC

AC

+

-

+

-

R S T

N

R S T

N

Vlastita potrošnja

TransformatorSN(NN)/0 4 kV

NN postrojenje

RAZVODNI ORMAR 2

DC

AC

+

-

R S T

N

DC

AC

+

-

R S T

N

SN(NN)/0.4 kV

R S TNPE

RAZVODNI ORMAR 1

DC

AC

DC

AC

+

-

+

-

R S T

N

R S T

N


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Priključka i prihvata el energije iz FN elektranaPriključka i prihvata el. energije iz FN elektrana1. Utjecaji na pogonske prilike u okolnoj distribucijskoj (prijenosnoj)

mreži• Opterećenja elemenata mreže• Statičke varijacije napona• Gubici snage i energijeg g j• Dinamičke promjene napona, flikeri, viši harmonici• Utjecaj na kratkospojne prilike• Otočni pogonp g• Raspoloživost opskrbe električnom energijom

2. Izgradnja i rekonstrukcija okolne mreže u slučaju priključka veće snageg

3. Eventualni sistemski utjecaji• Nisu aktualni do značajnije penetracije u lokalnoj distribucijskoj

mreži• Na razini EES-a ne znače gotovo ništa, dok god se radi o “malim”

distribuiranim sustavima pojedinačne snage do nekoliko MW


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Jednopolna shema priključkashema priključka

po sistemu ulaz/izlaz

Jednopolna shema

priključka radijalnog (T)

priključka


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


_1( )pP t

1( )pQ t_ 2 ( )pP t

2 ( )pQ t_ 3 ( )pP t

3 ( )pQ t_ 4 ( )pP t

4 ( )pQ t_ 5 ( )pP t

_ 5 ( )pQ t( )GP t

Utjecaj priključka FN elektrane na naponske_1p _ 2p _ 3p _p ( )G

( )GQ t

4 ( )P t

elektrane na naponske prilike strujna opterećenja u SN mreži:a) struje: najčešće

1 ( ) 0=P t

1 ( )Q t

2 ( )P t

2 ( )Q t3 ( )P t

3 ( )Q t4 ( )Q t 5 ( )P t

5 ( )Q t

nebitno, budući da su varijacije napona ograničavajući faktor

b) naponi: povišenjeb) naponi: povišenje napona u kombinaciji visoke proizvodnje i niske potrošnje naniske potrošnje na izvodu, pogotovo u slučaju priključka pri kraju SN izvoda manjeg presjeka


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Povoljna okolnost za fotonaponske2,5 Potrošnja na SN izvodu Pv (zima)Povoljna okolnost za fotonaponske

elektrane (po pitanju povišenja napona):a) Isključivo “dnevna” proizvodnja

(minimumi potrošnje i visoki naponi u 1,5

2

j Pv (zima)

Pv (proljeće)

mreži se dešavaju noću)b) Mjerodavna je analiza u sezoni

minimalne potrošnje (proljeće/jesen), sa cca. 40-60% vršnog opterećenja 0,5

1

P(MW)

Treća srijeda, SIJEČANJ

Treća srijeda, SVIBANJ

Pmin (proljeće)

Potr. pr max. proizvodnji FN elektrane

g p jizvoda

c) Max. proizvodnja FN elektrane na pragu distribucijske mreže je cca. 85% instalirane snage FN panela

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24t(h)

č ( / )85% instalirane snage FN panela

Za razliku od vjetroelektrana:- Nema brzih varijacija proizvodnje

(napona) 800

1000

1200 Proizvodnja FN elektrane Intenzitet zračenja (W/m2)

Snaga na pragu distr.mreže (kW)

(napona)- Učestalost varijacija proizvodnje

(napona) je znatno manja400

600P(W/m2)P(kW)

0

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23t(h)


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


ZaključakZaključak• Glavna prepreka u ostvarivanju većeg udjela električne energije

proizvedene u fotonaponskim sustavima prije svega je u visokoj cijeniproizvedene u fotonaponskim sustavima, prije svega je u visokoj cijeni fotonaponskih panela (1.5-2.5 €/Wp), te ukupnim investicijskim troškovima (2-3 €/W).

• Trend daljnjeg napretka tehnologije temelji se razvoju tzv. tanko-slojnih ćelija ilj t j j kti t ij l li i č k j i d lj ju cilju znatnog smanjenja aktivnog materijala, ali i se očekuje i daljnje

smanjenje cijena neovisno o tehnologiji• Izgradnja FN elektrana u RH trenutno je subvencionirana do ukupne kvote

1MW tako da se kratkoročno može očekivati izgradnja samo malih (kućnih)1MW, tako da se kratkoročno može očekivati izgradnja samo malih (kućnih) sustava, ali se očekuje povećanje kvote i izgradnja većih FN elektrana (do nekoliko MW) koje će se priključivati na SN mrežu.

• FN elektrana općenito nema značajnijeg negativnog utjecaja na mrežu: proizvodnja je isključivo danju, te nema velikih i čestih varijacija proizvodnje.

• Osnovno ograničenje priključka na mrežu je povećanje napona, posebno u slučaju priključka na krajevima SN izvoda manjeg presjeka.


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.


Od it j tOdgovor na pitanja recenzenata


Umag, 16. ─ 19. svibnja 2010.

priključak velikih fotonaponskih elektrana na ... · pdf filenačelna shema nn mreže za...

Documents