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Cuando los propietarios de activos solares consideran la confiabilidad de sus plantas de energía solar, pueden pensar en los módulos solares de primera clase que compran o pueden llevar a cabo un control de calidad de los módulos.Sin embargo, los inversores de la fábrica son el núcleo de las operaciones del proyecto solar y son fundamentales para garantizar el tiempo de actividad.Cabe señalar que un costo del 5% del equipo en una planta de energía fotovoltaica puede causar el 90% del tiempo de inactividad de la planta de energía.Como referencia, según un informe del Laboratorio Nacional Sandia de 2018, los inversores son la causa de hasta el 91 % de las fallas en los principales proyectos de servicios públicos.
Cuando uno o más inversores fallan, múltiples paneles fotovoltaicos se desconectarán de la red, lo que reducirá significativamente la rentabilidad del proyecto.Por ejemplo, considere un proyecto solar de 250 megavatios (MW).La falla de un solo inversor central de 4 MW puede causar pérdidas de hasta 25 MWh/día, o para una tarifa de contrato de compra de energía (PPA) de $50/día, Pérdida de 1,250 MWh por día.Si todo el conjunto fotovoltaico de 5MW se apaga durante un mes durante la reparación o el reemplazo del inversor, la pérdida de ingresos de ese mes será de US$37 500, o el 30 % del costo de compra original del inversor.Más importante aún, la pérdida de ingresos es una señal destructiva en el balance de los propietarios de activos y una señal de alerta para los futuros inversores.
Reducir el riesgo de falla del inversor es más que simplemente comprar de una lista de candidatos de fabricantes de inversores de primer nivel de financiamiento y elegir el precio más bajo.
Con más de diez años de experiencia en el desarrollo y la gestión de inversores de varios tamaños para los principales fabricantes, puedo asegurarle que los inversores no son mercancías.Cada proveedor tiene un conjunto diferente de diseños patentados, estándares de diseño, piezas y software, así como componentes estándar comunes que pueden tener sus propios problemas de calidad y cadena de suministro.
Incluso si confía en un modelo probado que nunca ha fallado en la operación y el mantenimiento adecuados, aún puede estar en riesgo.Dado que las empresas de inversores han estado bajo presión para reducir los costos de fabricación, incluso si se comparan los inversores del mismo modelo, el diseño continuará actualizándose.Por lo tanto, el modelo de inversor preferido que era confiable hace seis meses puede tener diferentes componentes clave y firmware cuando se instala en su último proyecto.
Para reducir el riesgo de falla del inversor, es importante comprender cómo falla el inversor y qué medidas se pueden tomar para reducir estos riesgos.
#1 Diseño: La falla del diseño está relacionada con el envejecimiento prematuro de los componentes electrónicos clave, como los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), capacitores, tableros de control y tableros de comunicación.Estos componentes están diseñados para determinadas aplicaciones y condiciones, como la temperatura y el estrés eléctrico/mecánico.
Ejemplo: si el fabricante del inversor diseña el IGBT de su bloque de alimentación para una temperatura ambiente máxima de 35 °C, pero el inversor funciona a plena potencia a 45 °C, la clasificación del inversor diseñada por el fabricante es un IGBT incorrecto.Por lo tanto, es probable que este IGBT envejezca y falle prematuramente.
A veces, los fabricantes de inversores diseñan inversores con menos IGBT para reducir los costos, lo que también puede generar una temperatura/estrés de funcionamiento promedio más altos y un envejecimiento prematuro.No importa cuán ilógico sea, esta sigue siendo la práctica continua que he presenciado en la industria solar durante 10-15 años.
La temperatura de funcionamiento interna y la temperatura de los componentes del inversor son consideraciones clave para el diseño y la confiabilidad del inversor.Estas fallas prematuras se pueden reducir con un mejor diseño térmico, disipación de calor localizada, el despliegue de inversores en áreas de menor temperatura y la designación de más mantenimiento preventivo.
#2 Prueba de confiabilidad.Cada fabricante tiene protocolos de prueba personalizados y patentados para evaluar y probar inversores de varios niveles de potencia.Además, el ciclo de vida de diseño más corto puede requerir omitir la fase de prueba crítica de modelos de inversores actualizados específicos.
#3 serie de defectos.Incluso si el fabricante elige el componente correcto para la aplicación correcta, el componente mismo puede tener defectos en el inversor o en cualquier aplicación.Ya se trate de IGBT, condensadores u otros componentes electrónicos clave, la fiabilidad de todo el inversor depende del eslabón más débil de la calidad de su cadena de suministro.Se debe llevar a cabo una tecnología sistemática y un control de calidad para reducir el riesgo de que elementos defectuosos eventualmente ingresen a su panel solar.
#4 Consumibles.Los fabricantes de inversores son muy específicos acerca de sus planes de mantenimiento, incluido el reemplazo de consumibles como ventiladores, fusibles, disyuntores y conmutadores.Por lo tanto, el inversor puede fallar debido a un mantenimiento inadecuado o falta de mantenimiento.Sin embargo, de manera similar, también pueden fallar debido a defectos de diseño o fabricación de inversores de terceros o consumibles OEM.
#5 Fabricación: Finalmente, incluso el inversor mejor diseñado con la mejor cadena de suministro puede tener una línea de montaje deficiente.Estos problemas de la línea de montaje pueden ocurrir en todos los aspectos del proceso de fabricación.Algunos ejemplos:
Una vez más, para mantener el tiempo de actividad y la rentabilidad a corto y largo plazo, es esencial instalar un inversor probado y confiable.Como empresa de garantía de calidad de terceros, China Eastern Airlines no tiene preferencia por los fabricantes, modelos o prejuicios contra ninguna marca.La realidad es que todos los fabricantes de inversores y sus cadenas de suministro tendrán problemas de calidad de vez en cuando, y algunos problemas son más frecuentes que otros.Por lo tanto, para reducir el riesgo de falla del inversor, la única solución confiable es un plan consistente de confiabilidad y garantía de calidad (QA).
Para la mayoría de los clientes de grandes proyectos de servicios públicos con el mayor riesgo financiero, el plan de control de calidad primero debe seleccionar el mejor inversor disponible en función de su diseño, arquitectura, rendimiento del sitio y opciones específicas del proyecto, que tendrán en cuenta el clima en el sitio Condiciones , requisitos de red, requisitos de tiempo de actividad y otros factores financieros.
La revisión del contrato y la revisión de la garantía marcarán cualquier lenguaje que pueda poner al propietario del activo en una desventaja legal en futuras reclamaciones de garantía.
Lo que es más importante, un plan de control de calidad inteligente debe incluir auditorías de fábrica, monitoreo de producción y pruebas de aceptación de fábrica (FAT), incluidas verificaciones puntuales y pruebas de calidad de inversores específicos fabricados para plantas de energía solar.
Las pequeñas cosas constituyen la imagen general de un proyecto solar exitoso.Es importante no descuidar la calidad al seleccionar e instalar inversores en su proyecto solar.
Jaspreet Singh es el gerente de servicios de inversores de CEA.Desde que escribió este artículo, se ha convertido en gerente senior de productos de Q CELLS.