1.Bahaya tersembunyi di balik industri fotovoltaik yang berkembang pesat

Dalam beberapa tahun terakhir, pasar fotovoltaik global telah tumbuh dengan kecepatan yang menakjubkan, seperti roket. Saya masih ingat ketika saya menghadiri pameran energi surya di Jerman lima tahun lalu, daya modul utama sekitar 300W. Sekarang, tidak jarang kita melihat modul bifacial 600W+. Namun, di tengah booming instalasi ini, masalah penting sering diabaikan - perlindungan sistem.

Tahun lalu, perusahaan kami menangani kasus dari Turki: sebuah pembangkit listrik tenaga surya 5MW yang dipasang di tanah. Tiga bulan setelah terhubung ke jaringan listrik, empat inverter terbakar secara beruntun. Selama investigasi di lokasi, ditemukan bahwa pemilik telah menghemat biaya dengan menghilangkan perangkat pelindung lonjakan arus (surge protection device/SPD) di sisi DC. Kerugian akhirnya mencapai lebih dari 200.000 dolar AS, yang cukup untuk membeli ratusan SPD kelas atas. Pelajaran seperti ini bukanlah hal yang jarang terjadi di industri ini.

2."Pembunuh tegangan" yang dihadapi oleh sistem fotovoltaik

2.1Sambaran petir: ancaman paling berbahaya

Saya pernah menjumpai proyek pembangkit listrik tenaga radiasi perikanan yang terintegrasi di Hainan. Daerah setempat memiliki lebih dari 90 hari badai petir setiap tahunnya. Supervisor operasional mereka memberi tahu saya bahwa sebelum memasang SPD (Surface Plasmon Damage), mereka selalu waspada selama musim badai petir setiap tahun. Insiden paling serius adalah sambaran petir yang menyebabkan semua inverter tipe string di seluruh array "menyambar" secara bersamaan.

Menariknya, banyak orang berpikir bahwa hanya sambaran petir langsung yang berbahaya. Padahal, data deteksi kami menunjukkan bahwa sambaran petir dalam radius 3 kilometer dapat menghasilkan lonjakan arus yang cukup kuat untuk merusak peralatan. Pernah ada proyek di Brasil di mana titik sambaran petir berada di lahan pertanian tetangga, namun hal itu menyebabkan semua modul pemantauan sistem fotovoltaik mengalami kegagalan.

2.2Fluktuasi Jaringan Listrik: Pembunuh Tak Terlihat

Ketika kami terlibat dalam pengoperasian proyek atap gedung di Vietnam tahun lalu, kami mencatat data yang mencengangkan: Fluktuasi tegangan jaringan listrik lokal selama periode puncak konsumsi listrik seringkali melebihi 15%. Distorsi tegangan yang terus-menerus ini lebih merusak umur peralatan daripada lonjakan tegangan sesaat.

Masalah yang lebih mengkhawatirkan adalah lonjakan arus yang dihasilkan oleh sistem fotovoltaik itu sendiri. Ingat, suatu kali ketika menguji merek inverter tertentu, lonjakan tegangan yang dihasilkannya saat dimatikan sebenarnya empat kali lipat dari tegangan nominal! Lonjakan arus "yang dihasilkan dan dikonsumsi sendiri" semacam ini adalah sesuatu yang seringkali tidak disadari oleh banyak pemilik properti.

3.Bagaimana SPD melindungi sistem fotovoltaik?

3.1Perlindungan berlapis ganda: Kenakan "rompi anti peluru" untuk sistem ini.

Sistem perlindungan yang baik seharusnya seperti bawang dengan banyak lapisan pertahanan. Kami biasanya merekomendasikan agar pelanggan mengadopsi sistem perlindungan yang baik.strategi perlindungan tiga tingkat:

Tingkat array:Pasang SPD Tipe 2 di kotak penggabung untuk melindungi dari sebagian besar petir induksi.

Tingkat inverter: Gunakan SPD fotovoltaik khusus pada sisi input DC. Berikan perhatian khusus pada pemilihan tegangan Uc.

Titik koneksi jaringan:Pasang SPD yang disesuaikan dengan karakteristik jaringan listrik setempat di sisi AC.

3.2Kesalahpahaman dalam Pemilihan: Semakin tinggi parameternya, semakin baik.

Seringkali terlihat bahwa pelanggan secara membabi buta mengejar nilai Imax yang tinggi. Padahal, untuk sebagian besar proyek terdistribusi, kapasitas pengeluaran 20kA sudah cukup. Kuncinya terletak pada:

- Kemampuan pencocokan tegangan (Uc ≥ 1,2 × Tegangan sistem maksimum)

- Tingkat tegangan sisa (Ini sangat penting karena menentukan apakah peralatan tersebut benar-benar dapat dilindungi)

- Fungsi indikasi degradasi (Ini sangat penting karena dapat mencegah "SPD zombie")

Seorang pelanggan asal Australia bersikeras memasang SPD dengan rating 40kA. Namun, karena pemilihan tegangan Uc yang terlalu rendah, SPD tersebut mengalami penuaan dini ketika sistem berada di bawah beban ringan.

3.3Jangan biarkan kekurangan perlindungan menurunkan keuntungan investasi.

Saya telah menyaksikan terlalu banyak pemilik rumah yang teliti dan rela menghabiskan banyak uang untuk komponen berkualitas tinggi, tetapi terlalu berhati-hati terhadap perlindungan sistem. Padahal, solusi SPD (Surge Protective Device) yang dirancang dengan baik biasanya hanya menyumbang 0,3% hingga 0,5% dari total biaya proyek, namun dapat mencegah lebih dari 80% kegagalan listrik.

Disarankan agar setiap orang mempertimbangkan hal-hal berikut selama fase desain:

- Data lokal tentang hari-hari badai petir (yang dapat dengan mudah diperoleh dari biro meteorologi)

- Laporan kualitas jaringan

- Standar toleransi lonjakan tegangan yang ditetapkan oleh produsen peralatan

Kesimpulan

Agar sistem fotovoltaik dapat beroperasi stabil selama 25 tahun, dibutuhkan perlindungan lonjakan arus yang andal. Ini seperti bekerja di ketinggian tanpa mengenakan sabuk pengaman – mungkin Anda berhasil tetap aman selama 99 kali pertama, tetapi pada kali ke-100 bisa berakibat fatal.