ระบบไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์: หม้อแปลงไฟฟ้าใช้ที่ใด

บทนำ

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สมัยใหม่ เครื่องแปลงพลังงาน เป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบไฟฟ้าทั้งระบบ โดยทำหน้าที่เพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ (PV) และทำให้สามารถส่งผ่านไปยังระบบสายส่งไฟฟ้าของสาธารณูปโภคได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ที่มีแรงดันต่ำ ซึ่งจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยอินเวอร์เตอร์ แรงดันไฟฟ้าที่ได้จากอินเวอร์เตอร์จึงยังไม่เหมาะสมสำหรับการส่งผ่านเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (หม้อแปลงเพิ่มแรงดัน) จึงจำเป็นต้องใช้เพื่อยกระดับแรงดันไฟฟ้า เช่น จาก 0.8 กิโลโวลต์ เป็น 10 กิโลโวลต์ หรือ 35 กิโลโวลต์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบ

บทความนี้อธิบายว่าหม้อแปลงไฟฟ้าถูกใช้งานที่ใดในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ รวมทั้งบทบาทของมันในระบบไฟฟ้า และการประยุกต์ใช้ระดับแรงดันไฟฟ้า เช่น 10 กิโลโวลต์ และ 35 กิโลโวลต์ ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์จริง

1. ภาพรวมของระบบไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนหลักหลายขั้นตอน ซึ่งทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นไฟฟ้าที่สามารถเชื่อมต่อกับระบบสายส่งไฟฟ้าได้

โครงสร้างการไหลของกำลังไฟฟ้าแบบมาตรฐาน:

โมดูลแผงโซลาร์เซลล์ → กล่องรวมสาย → อินเวอร์เตอร์ → หม้อแปลงไฟฟ้า → อุปกรณ์ควบคุมแรงดัน → เครือข่ายไฟฟ้า

แต่ละขั้นตอนมีบทบาทเฉพาะในการแปลงพลังงานและการส่งผ่านพลังงาน

บทบาทสำคัญของแต่ละองค์ประกอบ:

• โมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ : ผลิตกระแสไฟฟ้าแบบตรง (DC) จากแสงแดด
• กล่องเครื่องรวม : รวมสายไฟที่ผลิตกระแสไฟฟ้าแบบตรง (DC) เข้าด้วยกัน
• อินเวอร์เตอร์ : แปลงกระแสไฟฟ้าแบบตรง (DC) ให้เป็นกระแสไฟฟ้าแบบสลับ (AC)
• เครื่องแปลงพลังงาน : เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อการส่งผ่านเข้าสู่เครือข่ายไฟฟ้า
• ระบบสวิทช์เกียร์ : ควบคุมและปกป้องการไหลของกระแสไฟฟ้า
• การเชื่อมต่อกับเครือข่าย : การเชื่อมต่อสุดท้ายเข้ากับเครือข่ายไฟฟ้าสาธารณะ

ในจำนวนนี้ เครื่องแปลงพลังงาน เป็นสะพานเชื่อมที่สำคัญระหว่างการผลิตไฟฟ้ากับระบบส่งไฟฟ้า

2. หม้อแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงใช้ที่ใดในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

The หม้อแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ ติดตั้งหลังขั้นตอนอินเวอร์เตอร์และก่อนเชื่อมต่อกับระบบสายส่ง

ตำแหน่งหน้าที่การทำงาน

เอาต์พุตจากอินเวอร์เตอร์ → หม้อแปลงไฟฟ้าแรงดันสูง → อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันกลาง/แรงดันสูง → ระบบสายส่ง

ฟังก์ชันหลัก:

• เพิ่มแรงดันจากแรงดันต่ำ (0.4 กิโลโวลต์ / 0.8 กิโลโวลต์) เป็นแรงดันกลาง (10 กิโลโวลต์ / 35 กิโลโวลต์)
• ทำให้สามารถส่งไฟฟ้าระยะไกลได้
• ลดการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิล
• มั่นใจว่าสอดคล้องกับมาตรฐานการเชื่อมต่อกับระบบจ่ายไฟฟ้า

หากไม่มีหม้อแปลงไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่สามารถเชื่อมต่อกับระบบจ่ายไฟฟ้าของหน่วยงานสาธารณูปโภคได้อย่างปลอดภัยหรือมีประสิทธิภาพ

3. ระดับแรงดันในระบบพลังงานแสงอาทิตย์ (0.8 กิโลโวลต์ / 10 กิโลโวลต์ / 35 กิโลโวลต์)

การออกแบบแรงดันเป็นหนึ่งในการตัดสินใจด้านวิศวกรรมที่สำคัญที่สุดในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

3.1 0.8 กิโลโวลต์ (ฝั่งแรงดันต่ำ)

นี่คือแรงดันขาออกจากอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่

• ใช้ภายในสถานีอินเวอร์เตอร์
• ไม่เหมาะสมสำหรับการส่งผ่านระบบจ่ายไฟฟ้า
• จำเป็นต้องมีการเพิ่มแรงดันทันที

3.2 ระบบแรงดันปานกลาง 10 กิโลโวลต์

ระบบ 10 กิโลโวลต์ มักใช้ใน:

• โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กถึงกลาง
• ระบบโฟโตโวลตาอิกแบบกระจาย
• การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ในอุตสาหกรรม

ลักษณะเด่น:

• ต้นทุนการลงทุนที่ต่ำกว่า
• การออกแบบระบบไฟฟ้าที่เรียบง่ายขึ้น
• การส่งกำลังไฟฟ้าระยะสั้นถึงกลาง

3.3 ระบบแรงดันปานกลางถึงสูง 35 กิโลโวลต์

ระบบ 35 กิโลโวลต์ ใช้กันอย่างแพร่หลายใน:

• ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่
• โครงการพลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งบนพื้นดินขนาดใหญ่
• ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์

ข้อดี:

• สูญเสียพลังงานระหว่างการส่งกำลังต่ำลง
• ประสิทธิภาพสูงขึ้นสำหรับการส่งพลังงานระยะไกล
• ลดจำนวนหม้อแปลงต่อเมกะวัตต์

4. สถานีไฟฟ้าย่อยแบบกล่อง (สถานีไฟฟ้าย่อยแบบรวมสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์)

ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์สมัยใหม่ สถานีไฟฟ้าย่อยแบบกล่อง (สถานีไฟฟ้าย่อยแบบรวม) ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเพื่อรวมฟังก์ชันต่าง ๆ ไว้ในหน่วยเดียว

โครงสร้างทั่วไปประกอบด้วย:

• หม้อแปลงแรงดันสูง (0.8 กิโลโวลต์ → 10 กิโลโวลต์ หรือ 35 กิโลโวลต์)
• สวิตช์เกียร์แรงดันสูง
• ระบบป้องกันและควบคุม
• อุปกรณ์วัดและตรวจสอบ

ข้อดี:

• การออกแบบแบบกะทัดรัด (ประหยัดพื้นที่)
• ประกอบเสร็จจากโรงงาน
• ขนส่งและติดตั้งได้ง่าย
• มีความน่าเชื่อถือสูงสำหรับฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์กลางแจ้ง

การออกแบบนี้มักพบได้บ่อยโดยเฉพาะในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ในเขตทะเลทรายและโครงการสาธารณูปโภค

5. การประยุกต์ใช้หม้อแปลงไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์ เทียบกับ 35 กิโลโวลต์ ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

การเลือกระหว่างระบบ 10 กิโลโวลต์ กับ 35 กิโลโวลต์ ขึ้นอยู่กับขนาดโครงการและข้อกำหนดของระบบส่งไฟฟ้าเป็นหลัก

ข้อมูลเชิงวิศวกรรม:

• ระบบ 10 กิโลโวลต์ มักใช้ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายหรือแบบโมดูลาร์
• ระบบ 35 กิโลโวลต์ นิยมใช้ในฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับระบบส่งไฟฟ้าแบบรวมศูนย์

6. บทบาทของหม้อแปลงไฟฟ้าในการเชื่อมต่อกับระบบส่งไฟฟ้า

บทบาทสุดท้ายและสำคัญที่สุดของ หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ คือการเชื่อมต่อกับระบบสายส่งไฟฟ้า

ฟังก์ชันหลัก:

• การจับคู่ระดับแรงดันไฟฟ้ากับระบบสายส่งไฟฟ้าของหน่วยงาน (10 กิโลโวลต์ / 35 กิโลโวลต์ / 110 กิโลโวลต์)
• การรักษาเสถียรภาพคุณภาพของกำลังไฟฟ้า
• การแยกวงจรระหว่างแหล่งผลิตไฟฟ้ากับระบบสายส่งไฟฟ้า
• การป้องกันข้อบกพร่องและความน่าเชื่อถือของระบบ

ด้วยการรับประกันความเข้ากันได้ของระดับแรงดันไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าจึงช่วยให้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถป้อนเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้าแห่งชาติได้อย่างปลอดภัย

7. เหตุใดหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโครงการพลังงานแสงอาทิตย์

หากไม่มีระบบหม้อแปลงไฟฟ้าที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะประสบปัญหาดังต่อไปนี้:

• การสูญเสียพลังงานในการส่งผ่านสูง
• ปัญหาความไม่เข้ากันกับระบบสายส่งไฟฟ้า
• ความเสี่ยงที่อุปกรณ์จะรับภาระเกินขีดความสามารถ
• ประสิทธิภาพของระบบลดลง

ดังนั้น การเลือก ตัวแปลงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ จึงมีความสำคัญต่อ:

• ผู้รับเหมาแบบ EPC
• ผู้พัฒนาโครงการ
• บริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้า
• นักลงทุนด้านพลังงานหมุนเวียน

คำถามที่พบบ่อย – หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

หม้อแปลงไฟฟ้าใช้เพื่อยกระดับแรงดันไฟฟ้าที่ออกจากระบบอินเวอร์เตอร์ (0.4 กิโลโวลต์/0.8 กิโลโวลต์) ให้เป็นแรงดันระดับกลางหรือแรงดันสูง เช่น 10 กิโลโวลต์ หรือ 35 กิโลโวลต์ เพื่อส่งต่อเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้า

หม้อแปลงตั้งอยู่ที่ใดในระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ติดตั้งระหว่างเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์กับระบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า

เหตุใดฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์จึงใช้หม้อแปลงไฟฟ้า 35 กิโลโวลต์

เนื่องจากระบบแรงดัน 35 กิโลโวลต์ช่วยลดการสูญเสียในการส่งผ่านและเพิ่มประสิทธิภาพในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

สถานีไฟฟ้าย่อยแบบกล่องคืออะไรในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์

เป็นหน่วยรวมแบบกะทัดรัดที่ประกอบด้วยหม้อแปลง ชุดอุปกรณ์ควบคุมและสวิตช์ และระบบป้องกันสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

บทสรุป

ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หม้อแปลง เครื่องแปลงพลังงาน มีบทบาทสำคัญในการแปลงกระแสไฟฟ้าจากเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ให้พร้อมจ่ายเข้าโครงข่ายไฟฟ้า โดยตั้งอยู่ระหว่างอินเวอร์เตอร์กับระบบเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อให้การส่งผ่านพลังงานมีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

การเลือกระหว่าง ระบบที่ใช้แรงดัน 10 กิโลโวลต์และ 35 กิโลโวลต์ ขึ้นอยู่กับขนาดของโครงการ

• 10 กิโลโวลต์ สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายและขนาดกลาง
• 35 กิโลโวลต์ สำหรับสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงขยายตัวทั่วโลก ความต้องการหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ ที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในภาคผู้รับเหมาแบบครบวงจร (EPC) และภาคสาธารณูปโภค