Um conto de poeira e calor nas usinas solares

Mantê-lo fresco mesmo nas condições mais difíceis é um ponto de preocupação para muitos proprietários de plantas e EPCs. O truque é encontrar um equilíbrio entre garantir operações de planta seguras e eficientes e, ao mesmo tempo, manter os custos associados a um mínimo. Reduzir o número de peças móveis é uma maneira de manter a conta de O&M baixa.

Imagem: Huawei

O transistor bipolar de porta isolada (IGBT) é um "coração" do inversor e um componente que produz uma quantidade considerável de calor durante a troca. No entanto, IGBTs, placas de circuitos impressos e outros equipamentos elétricos começam a operar em níveis mais baixos de eficiência quando atingem uma determinada temperatura. Um aumento de apenas 1-2 graus acima da temperatura máxima de operação - geralmente 90-110 ° C - pode reduzir a vida útil do equipamento pela metade.

Os inversores diminuem sua potência através de um processo chamado de redução de capacidade para evitar danos causados ​​por superaquecimento. Derating, no entanto, tem efeitos significativos sobre o custo nivelado de eletricidade de uma usina (LCOE). Quanto mais eficiente for o mecanismo de resfriamento do inversor, mais tarde ocorrerá a desclassificação. Uma rápida olhada nas folhas de dados do inversor mostra que a maioria dos inversores pode manter as operações a uma temperatura ambiente máxima de cerca de 60 °C, mas começa a reduzir a taxa ligeiramente acima de 40 °C. Nem todos os fornecedores fornecem dados sobre saídas diferentes sob diferentes cenários de temperatura ambiente, mas aqueles que o fazem admitem perdas de energia entre 5% e 10% a uma temperatura ambiente de 50-55 °C, quando comparados a 30 °C.

A mudança da arquitetura de dois para três níveis permitiu uma comutação de alta freqüência mais eficiente sem ter que usar voltagens mais altas ou IGBTs que poderiam resistir a níveis mais altos de calor. No passado, muitos inversores tinham menos de 96% de eficiência e a maioria das perdas se dissipava em calor dentro da cabine do inversor. Menos calor é dissipado hoje, com taxas de eficiência além de 98,7%. Ao fazer essa etapa, os fabricantes compensam o efeito da comutação mais eficiente aumentando a densidade de potência dos inversores - tornando o resfriamento um problema mais uma vez.

Se um projeto está localizado no calor escaldante de um deserto, o ponto em que a depreciação se estabelece é rotineiramente superado. Os proprietários de plantas, então, têm que aceitar quedas repetidas e baixas na produção, com impactos adversos no LCOE. Instalar uma ventoinha para extrair mais eficientemente o calor do gabinete do inversor pode parecer uma solução atraente, mas as condições de poeira no deserto e o ingresso de pequenas partículas interferem na funcionalidade dos delicados componentes eletrônicos.

A Huawei afirma ter encontrado soluções para esses dois desafios do deserto: usar fluxos naturais de convecção sem ventiladores para dissipar o calor de forma suficiente. O sistema funcionaria mesmo com inversores de alta potência, como o seu produto SUN2000-100KTL-H1 100 kW. Através de fluxos naturais de convecção de ar quente, o calor se dissipa através de tubos de calor em um dissipador de calor na parte externa do inversor. A Huawei coloca componentes geradores de calor e peças sensíveis em diferentes compartimentos em combinação com várias estratégias de isolamento térmico, de modo que o acúmulo de pontos quentes em áreas sensíveis pode ser evitado. A gigante de tecnologia PV inteligente diz que, como não há entradas de ar, a solução é melhor para proteção contra poeira.

A solução inovadora mostra-se promissora para os investidores em escala de serviços públicos, especialmente aqueles com os olhos voltados para a região do Oriente Médio. Um sistema que funciona bem sob o sol escaldante, sem a brisa refrescante de um ventilador, poderia ter impactos positivos na expansão do mercado e no LCOE.

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