Primeiro Movimento Solar para um Meio

A First Solar está fazendo uma mudança fundamental na arquitetura das grandes usinas de energia solar que constrói e opera.

O CEO Jim Hughes fez repetidas afirmações sobre reduções de custos no principal fornecedor integrado de energia solar, dizendo: "Temos um roteiro tecnológico - até 2017, estaremos abaixo de US $ 1,00 por watt totalmente instalado em um rastreador no oeste dos Estados Unidos. "

O primeiro CTO Solar Raffi Garabedian delineou recentemente alguns dos caminhos que a empresa está seguindo para atingir esse número baixo - incluindo eficiência celular aprimorada, novos fatores de forma de módulo, rastreadores de um eixo e uma nova arquitetura solar que marca uma mudança no caminho a big solar pode conectar e operar suas usinas.

Isso é DC de média tensão (MVDC) - e Garabedian detalhou a nova abordagem no recente dia do analista da First Solar.

Garabedian chamou o MVDC de "uma arquitetura de usina de energia solar completamente nova e radicalmente revolucionária".

"Se você olhar para uma arquitetura convencional, você tem módulos no campo que são conectados no que é chamado de strings. Várias strings de módulos são combinadas em caixas combinadas onde toda essa energia é agregada em paralelo e protegida por fusível, e então enviada através de linhas de alimentação para estações de conversão de energia. Essa transmissão de energia é feita hoje em 1.500 volts com nosso sistema inversor de 1.500 volts. Mais comumente, é feito em 800 ou 1.000 volts na indústria", disse ele.

"Cada estação de conversão de energia é uma combinação de um inversor e um transformador que aumenta a voltagem para aproximadamente 35 quilovolts, que vai para um comutador combinador fotovoltaico e depois para a subestação e para a conexão com a rede. É assim que as usinas de energia são construídas hoje ”, continuou Garabedian.

"Estamos olhando para mudar o número de elementos nesta usina, reduzindo o número de peças e melhorando o fator de capacidade de geração de energia da usina. A forma como vamos fazer isso é o que é chamado de média tensão DC . Substituindo as caixas combinadoras aqui por conversores CC para CC que aumentam a voltagem das strings para aproximadamente 10x a voltagem da string de 1.500 volts, podemos melhorar drasticamente o custo da fiação e as perdas resistivas na fiação, e ao usando um conversor DC-to-AC de grande escala, que é comumente disponível no setor de serviços públicos (usado para conexões de rede globalmente) e, aproveitando a tecnologia pré-existente, podemos obter uma estrutura de custo muito boa do ponto MVDC adiante para a conexão de rede", disse ele.

"Também aplicamos funções de suporte e controle de rede que já estão disponíveis nesses conversores CC-CA de grande escala, que não estão disponíveis em sistemas inversores fotovoltaicos padrão. O sistema depende de um novo componente, e o novo componente é sendo projetado e desenvolvido pela First Solar com parceiros. Será um produto da marca First Solar, que colocaremos no mercado." Este conversor DC-DC "se parece com um transformador que você pode ver em sua vizinhança e executa a conversão de tensão e a função de rastreamento de ponto de energia que costumava ser feita no inversor fotovoltaico. Ele também suporta a mesma funcionalidade como as caixas do combinador e espalha parte da conversão de energia no campo", acrescentou Garabedian.

"Quais são as vantagens? Podemos reduzir o número de componentes no campo. Podemos reduzir a quantidade de mão de obra no campo e podemos reduzir as perdas de energia nos sistemas de conversão de energia.

"Para colocar isso em contexto, vamos falar sobre estações de conversão de energia, inversores e transformadores. Com um sistema de 1.000 volts, uma usina típica de 100 megawatts teria 100 estações de conversão de energia que precisam ser colocadas em campo, instaladas, comissionado e criado. [Com] um sistema de 4 MVA como nossa arquitetura de 1.500 volts, esse número é de 25 estações de conversão de energia.

"Com MVDC, há uma estação de conversão de energia - uma única estação de conversão de energia centralizada que é integrada à subestação. Menos transformadores significa menos perda escura, portanto, menos perda de energia, melhor fator de capacidade para a planta. Com a tensão de agregação de energia MVDC, podemos reduzir nossa quantidade total de fio no campo em cerca de 75 por cento e cortar quase pela metade a quantidade de abertura de valas que é usada para enterrar todo esse fio no solo. Um tremendo impacto de economia de custos, melhor desempenho de energia e melhor economia para nossos clientes."