Güneş Enerjisi Santrallerinde Verimlilik Kaybını Tespit ve Önlemede Uzaktan İzleme Sistemlerinin Önemi

Küçük ve orta ölçekli güneş enerjisi santrallerinde, sahada tam zamanlı çalışan bir personel bulunmadığından, sorunlar genellikle ancak santral üretimini takip eden kişinin OSOS, EKK veya inverter üzerindeki verileri yorumlamasıyla tespit edilebiliyor. Özellikle geniş portföye sahip veya çok sayıda inverteri olan santrallerde inverter ve string bazlı sorunlar, santral verimini düşüren başlıca nedenler arasındadır.
Bu sorunların hızlı bir şekilde tespit edilip müdahale edilmesi, verimliliği doğrudan etkiler. Bu nedenle, güneş enerjisi santrallerinde oluşabilecek sorunları gerçek zamanlı takip edebilen, hataları anında bildiren ve düzenli olarak santralin durumunu raporlayan uzaktan izleme sistemleri büyük önem taşır.

Uzaktan izleme sistemleri, enerji üretimini en alt seviyeden en üst seviyeye kadar görünür kılmaya yardımcı olan çözümlerdir. Bu sayede Güneş Enerjisi Santralinizi uçtan uca izleme imkânı elde edersiniz. inavitas APM, tam bu noktada devreye girerek, tüm yenilenebilir enerji portföyünüzü tek bir arayüzden takip etmenizi sağlar. Ayrıca, performans sapmalarını anlık olarak tespit eder, uyarılar gönderir ve alarmlar üretir. Bu süreçte optimize edilmiş enerji üretim algoritmalarını kullanarak verimliliği en üst düzeye çıkarmanıza yardımcı olur.

Vaka Analizine Giriş

Mersin’de bulunan ve AC Kurulu gücü 3,0 MW olan bir güneş enerjisi santrali uzaktan izleme sistemi sayesinde tespit edilen bir vakayı ele alacağız. Bahsi geçen santralde kapasitesi 300 kW olan 10 adet inverter bulunmaktadır. İnverter başına 21/25 string’in bağlantısı 4 MPPT üzerinden yapılmaktadır.
‍

Hata Tanımı

7 Temmuz günü tüm gün süren, 8 Temmuz’da ise 13:55’e kadar devam eden hata sırasında, santralde bulunan 3 ve 9 numaralı iki inverterin MPPT'lerinde beklenmedik bir sorun meydana gelmiştir. Bu süre zarfında, 3 numaralı inverterdeki 25 string’in 14 tanesi ve 9 numaralı inverterdeki 25 string’in 11 tanesi çalışmamıştır. Bu durum, her iki inverterin üretiminde ciddi bir düşüşe yol açmıştır.

Açık ve güneşli bir günde, santralde üretim 05:40’ta başlayıp 19:55’e kadar devam etmekte ve inverter başına günlük ortalama 2.050 kWh üretim gerçekleşmektedir.

7 Temmuz günü başlayan ve 8 Temmuz 14:00’a kadar devam eden arıza sırasında toplam 22 potansiyel çalışma saati süresince 3 ve 9 nolu inverterde üretim kayıplarına neden olmuştur:
• 3 numaralı inverter: Diğer inverterlerle kıyaslandığında, 3.441 kWh üretmesi gerekirken, yalnızca 1.514 kWh üretim gerçekleştirmiştir. Kayıp üretim 1.927 kWh olup, bu da %56’lık bir kayba tekabül etmektedir.
• 9 numaralı inverter: Benzer şekilde, 3.441 kWh üretmesi gerekirken, sadece 2.094 kWh üretim yapmıştır. Kayıp üretim 1.347 kWh olup, bu da %39’luk bir kayıp anlamına gelmektedir.

Bu iki inverterde 22 potansiyel çalışması süresince yaşanan string hatası nedeniyle Toplam kayıp ise 3.274,00 kWh’tir. 5.1.h kapsamına giren bu santralin şebekeye verdiği enerji bedeli 3,06 TL/kWh olup, yaklaşık 1.5 gün süren arızanın maliyeti 10.018,45 TL olarak hesaplanmıştır.

Günlük ortalama kayıp üretim 2.182,70 kWh olup kaybedilen üretim geliri 6.678,90 TL’dir.

inavitas Çözümü

Santralde konumlandırılan İnavitas SCADA/Uzaktan İzleme Sistemi sayesinde enerji kalite kaydedici, inverter, string ve hava durumu istasyonu gibi bilgilerin tamamı gerçek zamanlı olarak takip edilmektedir. Santralden alınan bu verilere yaptığımız tanımlamalar (raporlar, panolar, alarmlar vb.) sayesinde, kullanıcılar santrallerinde meydana gelebilecek olası bir hatadan anında haberdar edilmektedir.

7 Temmuz Pazar günü stringlerde başlayan arıza, İnavitas alarm modülü sayesinde tespit edilmiş ve "mail, mobil uygulama ve web sistemi" üzerinden ilgili kişilere bildirilmiştir.

Alarm Kurgusu

• Santral Çıkışındaki EKK üzerinden alınan: Aktif Güç > 200 kW - AND

• Santraldeki Hava Durumu İstasyonu üzerinden alınan: Işınım > 100 W/m² - AND

• Santraldeki İnverter üzerinden alınan: DC Akım = 0 A

Bu kurguya dayalı alarm, ilk kez 7 Temmuz saat 06:55’te tetiklenmiş ve alarma dahil edilen hatırlatma özelliği sayesinde sorun, 6 saatte bir ilgili kişilere hatırlatılmıştır.

inavitas APM Ürünü Özellikleri

Alarmlara ek olarak, inverterdeki üretim kayıplarının santral verimliliğine etkisi, web sitesindeki modüller (Özet Panel, Analitik ve Dashboard) üzerinden gerçek zamanlı olarak takip edilebilmektedir. Ayrıca, tanımlanan zaman aralıklarında sistem tarafından otomatik olarak gönderilen Excel ve PDF raporlarıyla da bu veriler izlenebilmektedir.

Örneğin, 7 ve 8 Temmuz tarihlerinde yaşanan üretim kaybının santral verimine olan etkisi, aşağıdaki Günlük Performans Oranı Grafiği'nde açıkça görülebilmektedir. Temmuz ayı genelinde günlük performans oranı ortalaması %86,6 iken, bu oran 7 Temmuz'da %78,9'a ve 8 Temmuz'da %81,2'ye düştüğü gözlemlenmiştir.

Sonuç

Uzaktan İzleme Sistemi, güneş enerjisi santrallerinde verimliliği artırmak için kritik bir rol oynar. Bu sistem, santral performansını gerçek zamanlı olarak izleme, olası sorunları anında tespit etme ve hızlı müdahale imkânı sunar. Inverter ve string bazlı üretim kayıplarının tespiti, alarmlar ve hatırlatmalar sayesinde anında fark edilirken, detaylı raporlama ve analiz modülleri de santral yöneticilerine kapsamlı bir veri takibi sağlar. Bu sayede, enerji üretim süreçlerinin optimizasyonu sağlanır, verimsizlikler en aza indirilir ve işletme maliyetleri düşürülür. İnavitas'ın sağladığı bu izleme çözümleri, güneş enerjisi santrallerinin sürdürülebilir ve kârlı bir şekilde işletilmesine önemli katkılar sunar.

Gerekli Kavramlar

Performans Oranı (PR): Bir güneş enerjisi sisteminin gerçek üretimi ile teorik maksimum üretimi arasındaki oranı ifade eder ve sistemin performansını çevresel faktörlerden bağımsız olarak değerlendirmeye olanak tanır. PR ne kadar yüksekse, güneş enerji santralinin performansı o kadar iyi demektir. Ancak, PR'nin zaman içinde takip edilmesi, sistemdeki olası performans düşüşlerinin tespit edilmesi ve gerekli bakım veya iyileştirmelerin yapılması açısından da kritiktir.

PR hesaplamasında iki farklı yöntem mevcuttur: Filtreli ve Filtresiz.

Filtreli PR Hesaplama: EN50160 gerilim standardına göre yapılan bu hesaplama, belirli koşulları dikkate alarak daha hassas bir değerlendirme sunar. Özellikle ışınımın 100 W/m²'den yüksek olduğu ve ana gerilimin EN50160 gerilim standardına göre +/- %10 aralığının dışında kaldığı durumlarda kullanılır.

Filtresiz PR Hesaplama: Bu yöntem, filtreli hesaplamaya göre daha genel bir yaklaşım sunar ve standart koşulları dikkate almaz. Filtresiz hesaplama, teorik maksimum üretimle gerçek üretimi daha basit bir şekilde karşılaştırmak için tercih edilir.

‍