Il primo spostamento del solare verso un mezzo

First Solar sta apportando un cambiamento fondamentale all'architettura delle grandi centrali solari che costruisce e gestisce.

Il CEO Jim Hughes ha fatto ripetute affermazioni sulla riduzione dei costi presso il principale fornitore di energia solare integrata, affermando: "Abbiamo una tabella di marcia tecnologica: entro il 2017, saremo sotto 1 dollaro per watt completamente installato su un inseguitore negli Stati Uniti occidentali. "

Il primo CTO solare Raffi Garabedian ha recentemente delineato alcuni dei percorsi che l'azienda sta seguendo per raggiungere questo numero basso, tra cui una migliore efficienza delle celle, nuovi fattori di forma dei moduli, inseguitori a un asse e una nuova architettura solare che segna un cambiamento nel modo in cui una grande azienda solare potrebbe cablare e far funzionare i suoi impianti.

Questa è la corrente continua a media tensione (MVDC) - e Garabedian ha dettagliato il nuovo approccio durante la recente giornata degli analisti di First Solar.

Garabedian ha definito MVDC "un'architettura di centrale elettrica completamente nuova e radicalmente rivoluzionaria per il solare".

"Se si osserva un'architettura convenzionale, ci sono moduli sul campo che sono collegati in quelle che vengono chiamate stringhe. Più stringhe di moduli sono combinate in scatole di combinazione in cui tutta l'energia è aggregata in parallelo e protetta da fusibili e "quindi inviata attraverso le linee di alimentazione alle stazioni di conversione energetica. Oggi la trasmissione di energia viene effettuata a 1.500 volt con il nostro sistema di inverter da 1.500 volt. Più comunemente, nel settore viene eseguita a 800 o 1.000 volt", ha affermato.

"Ogni stazione di conversione dell'energia è una combinazione di un inverter e un trasformatore che aumenta la tensione a circa 35 kilovolt, che va a un quadro elettrico combinatore fotovoltaico e poi alla sottostazione e alla connessione alla rete. Ecco come vengono costruite oggi le centrali elettriche ”, continuò Garabedian.

"Stiamo cercando di cambiare il numero di elementi in questa centrale elettrica, riducendo il numero di parti e migliorando il fattore di capacità della generazione di energia dell'impianto. Il modo in cui lo faremo è quello che viene chiamato CC a media tensione Sostituendo qui i quadri di connessione con convertitori CC-CC che aumentano la tensione dalle stringhe fino a circa 10 volte la tensione di stringa di 1.500 volt, possiamo migliorare notevolmente il costo del cablaggio e le perdite resistive nel cablaggio, e riducendo utilizzando un convertitore DC-AC su larga scala, comunemente disponibile nel settore dei servizi pubblici (utilizzato per i collegamenti alla rete a livello globale), e sfruttando la tecnologia preesistente possiamo ottenere un'ottima struttura dei costi dal punto MVDC in avanti alla connessione alla rete", ha detto.

"Sfruttiamo anche il controllo della rete e le funzioni di supporto che sono già disponibili in questi convertitori DC-AC su larga scala, che non sono disponibili nei sistemi di inverter fotovoltaici standard. Il sistema si basa su un nuovo componente, e il nuovo componente è è stato progettato e sviluppato da First Solar insieme ai partner. Sarà un prodotto con il marchio First Solar, che immetteremo sul mercato." Questo convertitore DC-DC "assomiglia un po' a un trasformatore che potresti vedere nel tuo quartiere, ed esegue la funzione di conversione della tensione e di tracciamento del punto di potenza che veniva eseguita nell'inverter fotovoltaico. Supporta anche la stessa funzionalità mentre il combinatore inquadra e distribuisce parte della conversione di potenza sul campo", ha aggiunto Garabedian.

"Quali sono i vantaggi? Possiamo ridurre il numero di componenti sul campo. Possiamo ridurre la quantità di manodopera sul campo e possiamo ridurre le perdite di energia nei sistemi di conversione di potenza.

"Per contestualizzare il tutto, parliamo di stazioni di conversione dell'energia, inverter e trasformatori. Con un sistema da 1.000 volt, una tipica centrale elettrica da 100 megawatt avrebbe 100 stazioni di conversione dell'energia che devono essere messe sul campo, installate, [Con] un sistema da 4 MVA come la nostra architettura da 1.500 volt, quel numero è di 25 stazioni di conversione di potenza.

"Con MVDC, c'è una stazione di conversione di potenza: un'unica stazione di conversione di potenza centralizzata integrata nella sottostazione. Meno trasformatori significano meno perdite dovute al buio, quindi meno perdite di energia, un migliore fattore di capacità per l'impianto. Con la tensione di aggregazione di potenza MVDC, possiamo ridurre la quantità complessiva di cavi sul campo di circa il 75% e tagliare quasi della metà la quantità di scavi utilizzata per seppellire tutto il cavo nel terreno. Un enorme impatto in termini di risparmio sui costi, prestazioni energetiche migliorate e una migliore economia per i nostri clienti."