Солнечная электроэнергия должна быть чистой. Об этом говорится в рекламе солнечной энергетики, на это полагаются миллионы потребителей электроэнергии в Европе и во всем мире. Для большинства солнечных электростанций так оно и есть. Однако все чаще встречаются случаи, когда солнечные электростанции создают помехи в защищенных диапазонах радиочастот экстренных служб и радиолюбителей.
Количество таких случаев пока что вполне обозримо, но неуклонно растет, как отмечает Федеральное ведомство по коммуникации и связи (Bakom) в Биле. Bakom является аналогом Федерального сетевого агентства Германии (BNA). Если солнечная электростанция мешает работе на защищенных частотах, то в таких случаях операторы солнечной электростанции получают предупреждение от служб, использующих эти частоты. Они обязаны устранить помехи, а вот каким образом — это их дело. Если операторы не выполняют это требование, то Bakom имеет право остановить работу солнечной электростанции.
Дело в том, что помехи создают все электрические устройства. Изготовленные и испытанные надлежащим образом инверторы для солнечных электростанций обязательно оснащаются соответствующими фильтрами на стороне постоянного тока. Однако, если инвертор неисправен, то гармонические составляющие тока могут переходить на стринги солнечных батарей. В этом случае кабели постоянного тока, обычно широко разложенные на крыше дома, начинают действовать как антенны.
И становятся источниками помех. «Обычно на стороне постоянного тока солнечная электростанция состоит из одной или нескольких цепочек с последовательно соединенными солнечными батареями, которые подключены к одному или нескольким входам MPP-трекера на инверторе», — объясняет эксперт по солнечным технологиям Генрих Хэберлин из Швейцарии. «Если при замерах на входах MPP-трекера высокочастотное напряжение помех ниже предельно допустимых по стандарту значений, то на практике чаще всего не возникает никаких проблем с недопустимыми помехами».
Хэберлин не новичок в солнечной энергетике: в 2015 году он вышел на пенсию в качестве профессора по электротехнике в университете в Берне и вдохновил несколько поколений студентов на работу в солнечной энергетике. Он опубликовал несколько работ в области солнечной энергетики, несколько специализированных книг и более 150 специализированных статей по солнечной энергетике.
Хаберлин был и остается страстным радиолюбителем. «Как активному радиолюбителю, мне уже в начале моего исследования было ясно, что солнечные электростанции могут представлять собою проблему с электромагнитной совместимостью, на что я указывал в своих отчетах об испытаниях еще в начале 90-х годов».
Между тем, есть несколько зарегистрированных случаев, где проблемы с электромагнитной совместимостью были доказаны. И Федеральное ведомство по коммуникации и связи вынуждено было активно действовать. Они вынудили операторов устранить помехи.
Хэберлин в свою очередь участвовал в определении предельно допустимых значений для излучений от инверторов на стороне постоянного тока. «Почти во всех случаях помехи на входах МРР-трекера инверторов легко устраняются, если установить дополнительные устройства для подавления помех», — объясняет он. «Количество источников помех относительно мало — по сути, это количество входов MPP-трекера плюс один, так что затраты на подавление помех вполне приемлемы».
И совсем иначе складывается ситуация, когда используются оптимизаторы мощности: «В этом случае на каждую солнечную батарею или на каждые две приходится еще один дополнительный источник помех, распределенных по всей солнечной электростанции, то есть образуется большое количество различных источников радиочастотных помех», — объясняет эксперт. «Поэтому следует попытаться использовать концепции переключения с минимально возможным генерированием помех (мягкое переключение)».
Большое количество потенциальных источников помех в обширной цепи постоянного тока солнечных батарей крайне неблагоприятно: «С точки зрения радиочастотной технологии солнечный генератор — это передающая антенна с неопределенными радиочастотными свойствами каждого оптимизатора по отношению к полному сопротивлению и эффективности антенны», — считает Хэберлин. «Некоторые оптимизаторы могут почти полностью подавать всю свою частоту помех на одну антенну, которая является резонансной на частоте помех. Другие же из-за несовпадения частот не могут подавать помехи».
Это означает: если солнечная электростанция создает помехи, то нужно исключить все возможные источники помех. «Для разумного подавления помех на каждый оптимизатор нужно ставить дополнительный фильтр, что ведет к значительным дополнительным затратам», — комментирует Хэберлин. «Насколько я знаю, обычно производятся оптимизаторы без фильтров, которые устанавливаются только в случае сообщения о возникновении помех».
Такими подавители помех, например, являются три складных феррита с тремя бифилярными обмотками с асимметричным высокочастотным полным сопротивлением от 0,5 до двух килоом — на каждом оптимизаторе. «Такие подавители помех, которые инсталляторы устанавливают под солнечными батареями в случае возникновения проблем и которые затем подвергаются воздействию погодных условий, выглядят неприглядно», — говорит специалист. «Было бы желательно, чтобы устройства для подавления помех были встроены непосредственно в каждый оптимизатор в стандартной комплектации или были бы размещены в защищенных от непогоды соединительных коробках, поставляемых производителями вместе с короткими соединительными кабелями и штекерами. В случае возникновения проблем с помехами их можно было бы поставлять и устанавливать бесплатно».
Источник: https://www.photovoltaik.eu/generator-zubehoer/emv-der-dc-string-als-stoersender