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Quando os proprietários de ativos solares consideram a confiabilidade de suas usinas de energia solar, eles podem pensar nos módulos solares de primeira classe que compram ou podem realizar a garantia de qualidade do módulo.No entanto, os inversores da fábrica são o núcleo das operações do projeto solar e são essenciais para garantir o tempo de atividade.Deve-se notar que um custo de 5% do equipamento em uma usina fotovoltaica pode causar 90% do tempo de inatividade da usina.Para referência, de acordo com um relatório do Sandia National Laboratory de 2018, os inversores são a causa de até 91% das falhas em grandes projetos de serviços públicos.
Quando um ou mais inversores falham, vários painéis fotovoltaicos serão desconectados da rede, o que reduzirá significativamente a rentabilidade do projeto.Por exemplo, considere um projeto solar de 250 megawatts (MW).A falha de um único inversor central de 4 MW pode causar perdas de até 25 MWh/dia, ou para uma tarifa de contrato de compra de energia (PPA) de $ 50/dia, Perda de 1.250 MWh por dia.Se todo o conjunto fotovoltaico de 5 MW for desligado por um mês durante o reparo ou substituição do inversor, a perda de receita nesse mês será de US$ 37.500, ou 30% do custo original de compra do inversor.Mais importante, a perda de renda é um sinal destrutivo no balanço dos proprietários de ativos e uma bandeira vermelha para futuros investidores.
Reduzir o risco de falha do inversor é mais do que simplesmente comprar de uma lista de candidatos de fabricantes de inversores de primeiro nível e escolher o preço mais baixo.
Com mais de dez anos de experiência no desenvolvimento e gerenciamento de inversores de diversos tamanhos para grandes fabricantes, posso garantir que inversores não são commodities.Cada fornecedor tem um conjunto diferente de projetos proprietários, padrões de projeto, peças e software, bem como componentes comuns de prateleira que podem ter seus próprios problemas de qualidade e cadeia de suprimentos.
Mesmo que você confie em um modelo comprovado que nunca falhou na operação e manutenção adequadas, você ainda pode estar em risco.Como as empresas de inversores estão sob pressão para reduzir os custos de fabricação, mesmo que os inversores do mesmo modelo sejam comparados, o projeto continuará sendo atualizado.Portanto, o modelo de inversor preferido que era confiável há seis meses pode ter diferentes componentes-chave e firmware quando instalado em seu projeto mais recente.
Para reduzir o risco de falha do inversor, é importante entender como o inversor falha e quais medidas podem ser tomadas para reduzir esses riscos.
#1 Projeto: A falha de projeto está relacionada ao envelhecimento prematuro dos principais componentes eletrônicos, como transistores bipolares de porta isolada (IGBT), capacitores, placas de controle e placas de comunicação.Esses componentes são projetados para determinadas aplicações e condições, como temperatura e estresse elétrico/mecânico.
Exemplo: Se o fabricante do inversor projetar o IGBT de sua pilha de energia para ser classificado em uma temperatura ambiente máxima de 35°C, mas o inversor funcionar em potência máxima a 45°C, a classificação do inversor projetada pelo fabricante é IGBT incorreto.Portanto, é provável que este IGBT envelheça e falhe prematuramente.
Às vezes, os fabricantes de inversores projetam inversores com menos IGBTs para reduzir custos, o que também pode levar a uma temperatura/estresse operacional média mais alta e envelhecimento prematuro.Não importa o quão ilógico, essa ainda é a prática contínua que testemunhei na indústria solar por 10 a 15 anos.
A temperatura de operação interna e a temperatura dos componentes do inversor são considerações importantes para o projeto e a confiabilidade do inversor.Essas falhas prematuras podem ser reduzidas por um melhor design térmico, dissipação de calor localizada, implantação de inversores em áreas de temperatura mais baixa e designação de manutenção mais preventiva.
#2 Teste de confiabilidade.Cada fabricante possui protocolos de teste personalizados e proprietários para avaliar e testar inversores de vários níveis de potência.Além disso, o ciclo de vida do projeto reduzido pode exigir pular a fase crítica de teste de modelos específicos de inversores atualizados.
#3 série de defeitos.Mesmo que o fabricante escolha o componente correto para a aplicação correta, o próprio componente pode apresentar defeitos no inversor ou em qualquer aplicação.Sejam IGBTs, capacitores ou outros componentes eletrônicos importantes, a confiabilidade de todo o inversor depende do elo mais fraco na qualidade de sua cadeia de suprimentos.A tecnologia sistemática e a garantia de qualidade devem ser realizadas para reduzir o risco de itens defeituosos entrarem no seu painel solar.
#4 Consumíveis.Os fabricantes de inversores são muito específicos sobre seus planos de manutenção, incluindo a substituição de consumíveis como ventiladores, fusíveis, disjuntores e aparelhagem.Portanto, o inversor pode falhar devido a impróprio ou falta de manutenção.No entanto, da mesma forma, eles também podem falhar devido a defeitos de projeto ou fabricação de inversores de terceiros ou consumíveis OEM.
# 5 Fabricação: Finalmente, mesmo o inversor mais bem projetado com a melhor cadeia de suprimentos pode ter uma linha de montagem ruim.Esses problemas de linha de montagem podem ocorrer em todos os aspectos do processo de fabricação.Alguns exemplos:
Mais uma vez, para manter o tempo de atividade e a rentabilidade a curto e longo prazo, é essencial instalar um inversor comprovado e confiável.Como empresa terceirizada de garantia de qualidade, a China Eastern Airlines não tem preferência por fabricantes, modelos ou preconceitos contra qualquer marca.A realidade é que todos os fabricantes de inversores e suas cadeias de suprimentos terão problemas de qualidade de tempos em tempos, e alguns problemas são mais frequentes do que outros.Portanto, para reduzir o risco de falha do inversor, a única solução confiável é um plano consistente de confiabilidade e garantia de qualidade (QA).
Para a maioria dos clientes de grandes projetos de serviços públicos com maior risco financeiro, o plano de garantia de qualidade deve primeiro selecionar o melhor inversor disponível com base em seu design, arquitetura, desempenho do local e opções específicas do projeto, que levarão em consideração o clima no local. , requisitos de rede, requisitos de tempo de atividade e outros fatores financeiros.
A revisão do contrato e a revisão da garantia sinalizarão qualquer linguagem que possa colocar o proprietário do ativo em desvantagem legal em quaisquer reivindicações de garantia futuras.
Mais importante ainda, um plano de controle de qualidade inteligente deve incluir auditorias de fábrica, monitoramento de produção e testes de aceitação de fábrica (FAT), incluindo verificações pontuais e testes de qualidade de inversores específicos fabricados para usinas de energia solar.
Pequenas coisas constituem o quadro geral de um projeto solar bem-sucedido.É importante não negligenciar a qualidade ao selecionar e instalar inversores em seu projeto solar.
Jaspreet Singh é gerente de serviços de inversores da CEA.Desde que escreveu este artigo, ele se tornou o gerente de produto sênior da Q CELLS.