Diskuse Elektrika.cz

V obci, kde bydlím, máme fotovoltaickou elektrárnu, včera vyhořel měnič napětí.
Podle hasičů šlo o požár, ve velkém plechovém kontejneru s měniči napětí ze stejnosměrného na střídavé.
K čemu slouží měnič napětí v rámci fotovoltaické elektrárny?
Jak se to mohlo stát, že vyhořel? Je to běžná událost? Jak se před požárem měnič může chránit? Jaké mohou být všechny technické důvody požáru tohoto zařízení? Zeptám se úplně hloupě... Může být příčinou požáru to, že holt "hodně moc svítilo v dalný den slunce"? Budu rád za odbornou radu a polopatický výklad problematiky.

Měnič ti z energie malého napětí (co ti dávají fotovoltaické články) za určitého úsilí zvýší napětí energie tak, aby se dalo dál přenášet. Takový měnič, (či střídač) je zařízení, které má určité provozní podmínky. Pokud nebylo zařízení správně navrženo, použito nebo bylo provozováno za jiných podmínek jednoduše odkráčelo do věčných lovišť. Těch možností je víc.

Asi stejná situace, když nepoužiješ správný výkon motoru vůči karoserii ...

Stando, jednodušeji to neumím.

Odborníci by nám mohli sdělit, zda to nebylo provozem "na plné ku.." při malém výkonu střídače či horkým vyhřátým kontajnerem bez větrání a následném překročení okolní provozní teploty.
Taktéž by bylo dobré znát vlastnosti střídače, jak se chová, když rozvodné závody na dálku odepnou FVE od své sítě.

Ono to tak asi většinou jede naplno, aby narvali nějaký výkon do sítě, fakticky vytváří umělé přepětí v distribuční síti. Při maximálním zatížení střídače, pracujícím na hranici svých možností se ani nedivím. A při použití levnějších měničů .....

Střídač (měnič) je článek, který ze stejnosměrného napětí různé úrovně panelů (150-1000V DC) vytvoří střídavé, vhodné k dodávce do sítě.

Ve vašem případě se pravděpodobně jednalo o kiosek, který je vybaven střídačem o velkém výkonu (řádově stovky kWp).  Protože jde o velký výkon, součástí kiosku bude zřejmě transformátor, který převede napětí střídače (kupodivu je to třeba 3x270V) na napětí distribuční sítě 22kV. Proto ta škoda, kterou uvedly noviny.

Nevím, proč vyhořel, ale těch důvodů může být mnoho. Jednak je součástí kiosku část vn. Tam se může stát leccos, ale pokud je správně navržená, celkem nic nehrozí. Samotný střídač může taky selhat, ale výrobci jej navrhují na velmi dlouhou životnost.

Já si vsadím tiket na DC část. Tam tečou celkem velké proudy, revizáci to moc neověřují (nemají jak),  jištění je takové, no, řekněme symbolické. A vypnout se to nedá.

Pokud byste chtěl blokové schéma fotovoltaické elektrárny, mohu vám jej poskytnout s patřičným výkladem.

Kolego já žiji v domnění že výraz „měnič“,  si spojuji s frekvenčním měničem, který osazuji na strojní aplikace pro řízení otáček pohonů, a né do FVE. ??

Střídač = část frekvenčního měniče za DC meziobvodem. Jedná se o velmi podobné zařízení.

Ale u FVE jsou přeci střídače, a  né frekvenční měniče

To je pravda, ale střídač je specifický případ měniče, podobně např. akustický měnič je reproduktor, napěťový měnič se říká přístrojovému transformátoru napětí, podobně i proudový měnič. Příkladů by se našlo habaděj.
Akorát se pro frekvenční měnič ještě nenašlo nějaké výstižné pojmenování, třeba frekvenčič

Léta jsem pracoval s frekvenčními měniči, tak občas nazvu střídač měničem. Nic se neděje, je to měnič,  mezi frekvenčákem a FV střídačem v principu velký rozdíl není.

Co se týče požáru kiosku, chybí informace. Vznikl od FVE technologie, nebo závady instalace kiosku a nebo někdo z "ekologických" aktivistů škrtnul sirkou?

Důvod, že hodně svítilo sluníčko je komický. Tomu snad nikdo neuvěří.

Ano sypu si popel na hlavu, mělo být použito střídač, nikoliv měnič... ;)

Netřeba - jak píše kol. Doležal, střídač je také měničem, a v daném kontextu snad ani nemohlo použití obecnějšího termínu nikoho zmást.

Měnič je správný výraz v obou případech. Oba systémy jsou určeny ke změně el.energie na jiný druh a to:
* střídač mění  DC na AC, mění průběh napětí, zde pro napojení na střídavou distribuční síť
* frekvenční měnič mění AC jedné frekvence na AC frekvence jiné, mění průběh frekvenci protože je to nejvhodnější způsob změny otáček elektromotoru / n = konst. * 60f/

Oba systémy využívají spínané tyristorové prvky ale každý jiným způsobem.

1. Měnič napětí převádí stejnosměrný (DC) proud z fotovoltaiky na střídavý proud (AC). Je to v principu výkonová elektronika řízená počítačem.
V principu je to jako v minulém století používaný ss (DC) motor spojený hřídelí se střídavým motorem, který je připojen do sítě. Pokud ss motor dodá do hřídele vyšší výkon než střídavý motor - stane se ze střídavého motoru generátor (dodává proud do sítě). Když si místo ss motoru představíte vodní turbínu, tak se to používá už stovku let.
2. Zkrat, porucha řídící elektroniky nebo porucha chlazení. Největší nepřítel elektroniky je teplo (nebo přepěťové špičky). Zadřený ventilátor, co nechladí řídící systém je častá příčina! Solidní výrobci hlídají otáčení ventilátoru.
3. to se musíte zeptat HASIČů
4. nezakrývat ventilační otvory (sabotáž) a možná doplnit dálkové měření teploty v "kontejneru" s varováním při překročení běžných teplot. Automatické hašení jako u F1 bude asi neekonomické.
Frekvenční měnič (FM) u CNC strojů běžně hlásí řídícímu systému teplotu chladiče i otáčení ventilátorů. FM u fotovoltaiky bude asi podobný (neznám) - záleží na typu (Trabant až Mercedes)
5. viz bod 2.
6. připadá mi to jako blbost ...
Vysvětlím to na podobnosti: když sluníčko svítí málo - tak ss napětí bude 100V a když svítí hodně - tak bude 200V. Čím bude napětí vyšší, tím více proudu vyrobí FM .
A teď si představte, že máte 6V žárovičku a tu připojíte na 4,5V baterii (plochá baterie). Žárovička bude svítit (jen trochu míň). Ale když přidáte ještě jednu 4,5V baterii (do série) - budete mít 9V a žárovička za chvíli blikne a je po ní (je pouze do 6V).
Pokud k tomu došlo, je na vině projektant, který navrhnul a nechal zapojit dvě baterie ! (zle)
Jenže fotovoltaiku za miliony nebudou projektovat amatéři,  takže tato varianta snad nepřichází v úvahu ...  (drinks)

Obavam se, ze ani to vysvetleni "svitilo moc slunicko" nemusi byt az takovy nesmysl, jak se na prvni pohled zda. Videl jsem vnitrni zapojeni nekterych menicu z kategorie "levne a jeste levnejsi" a dovolim si tvrdit, ze tech pozaru u instalaci "na kseft" slatanych z levnych komponentu "made in China"  jeste do podzimu par uvidime.

Škoda byla za 18M. To nevypadá na levný a ještě levnější.
Centrály o takovém výkonu mají kontrolu teploty všech důležitých částí. Navíc na překročení povoleného DC napětí všechny střídače reagují vypnutím DC strany. Buď došlo k fatální poruše centrály nebo zkratu na DC straně. Vyloučená nebude ani sabotáž někoho, kdo právě obdržel vyúčtování za sdružené služby od svého distributora el. energie.

Automatické hašení nemusí být - pokud uvážíte následné škody - neekonomické.
Existuje mnoho lokálních systémů plynohašení - u nejjednoduššíc h jako čidlo teploty slouží plastová hadička vývodu hasiva či dokonce samotná ampule s hasicí látkou.
Běžně se používají k hašení malých uzavřených prostor, například důležitějších datových nebo energetických rozvaděčů.

Problém těchto aplikací lze shrnout do několika bodů:
Investor co tomu nerozumí a orientuje se pouze podle ceny.
Projektant co neví co je FVE.
Montážní firma co nemá elektrotechnic ké vzdělání.
Revizní technik co miluje peníze.
No a investor/provozovatel co neví jak se má starat o to co má.
 

Možných příčin požáru může být několik, je vcelku pravděpodobná kombinace více příčin.
Hlavní problém bych viděl v samotném střídači. Slušný střídač umí sám sebe kontrolovat a případě nějakého problému se odpojí dříve, než nastane nebezpečná situace. S velkým boomem FVE nastala i velká poptávka po střídačích a nastalé situace využili i (slušně řečeno) méně zodpovědní výrobci. Další věcí je také tlak na co nejmenší koncovou cenu, což se pochopitelně také může projevit na celkové kvalitě střídače. Mohlo se tedy stát, že došlo k závadě ve střídači, která se projevila tím nejhorším možným způsobem.
Umístění více střídačů do jednoho uzavřeného prostoru může být také problém. Každý střídač při plném provozu produkuje docela dost tepla, vnitřní prostor kontejneru mohl být přehřátý.
Vnitřní teplota kontejneru by měla být regulována a kontrolována.
Je také docela možné, že celý systém byl už nevhodně navržen nebo v průběhu stavby došlo k k nějakým změnám - jiný typ panelů, jiný typ střídačů ...
Není také vyloučena nějaká chyba v zapojení panelů, například vyšší počet panelů ve stringu apod.
To, že v daný den svítilo hodně slunce, také zřejmě mělo vliv, protože střídače zřejmě jely na plný výkon a produkovaly více tepla.
Obecně také platí, že většina problémů se na neprojeví při provozu na 30% ale až při plném provozu.

Ono porizovaci cena zarizeni a skoda deklarovana pro media a pojistovnu nemusi byt uplne totozna cisla...

To netvrdím. Ale cena v řádu millionů ukazuje na velikost zařízení. Nevěřím tomu, že projektant nespočítal tepelné ztráty zařízení a nenavrhl všechna opatření. V ceně takové zakázky to není významná položka. Podle mého, v tomto případě v tom projektant nejede.

Otázka je, zda to má projekt, pokud ano, tak jestli ho náhodou někdo nepřizpůsobil požadavkům (laickým) investora.

Odbočím, ale jen trochu. Dle informací ze Šumavy (Kašperské Hory) se díky většímu počtu "slunečních farem" začíná odchylovat napětí v síti od normovaných hodnot. Odchází hlavně starší zařízení náchylnější na přepětí. Je také zaznamenán větší nárůst zájmu o přepěťové ochrany, což budou jistě místní kolegové kvitovat s povděkem.

Však také byl již před časem zaznamenán tlak distribučních společností na rozšíření povoleného tolerančního pásma napětí (krátkodobé výkyvy) směrem nahoru (z 10 na 15%). Viděl jsem to už v návrhu normy - nevím ale, jak dopadl.

Aby nedošlo k mýlce - přepěťové ochrany SPD Typ 1 až Typ 3 to neléčí.
Léčí to
- moderní spotřebiče se spínaným napájecím zdrojem fungujícím v širokém rozsahu napájecího napětí
- UPS s přepínanými odbočkami transformátoru podle úrovně pod/přepětí

Musím vás trochu opraviť. Ten tlak naozaj bol, avšak nie zo strany distribučných spoločností ale napodiv od združenia Európskych regulátorov CEER. Táto zmena tolerančného pásma sa mala realizovať ako určitý ústupok za sprísnenie iného parametra. Samozrejme, že tento návrh neprešiel.   

Každý střídač si samozřejmě musí měřit teplotu chladiče a odstavit se. I IGBT tranzistory se chovají při vyšších teplotách jinak, než při nízkých, což slušný budič pozná a okamžitě je odepne.
Hodně slušný budič IGBT pozná i nárůst proudu. Nicméně IGBT si nadproudy moc  líbit nenechá ...

Holt takovéto věci (jako je výbuch) se občas stávají ...

Dík za upřesnění!  (jednicka)

Viděl jsem několik instalací střídačů cca 1.6MWe - není to zase tak veliké (jedna rozvaděčová skříň) a taky to nevydává až tak moc tepla (kiosek chladí běžná malá klimatizační jednotka). Hasící systém je v těchto instalacích skoro samozřejmostí (zde již zmiňované lokální hašení - z tlakové nádoby natlakovaná plastová hadička). U těch instalací byl trafokiosek vždy samostatný (jednak do kontejneru by se trafo už nevešlo, jednak je asi jednodušší koupit a postavit celý typizovaný trafokiosek...)