फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणालियों में ट्रांसफार्मर: सिस्टम आर्किटेक्चर से इंजीनियरिंग चयन तक एक संपूर्ण तकनीकी गाइड

फोटोवोल्टिक सिस्टम उच्च गुणवत्ता वाले ट्रांसफार्मर के बिना क्यों नहीं चल सकते??

वैश्विक ऊर्जा परिवर्तन और कार्बन तटस्थता के लक्ष्य से प्रेरित, फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन नवीकरणीय ऊर्जा के सबसे महत्वपूर्ण रूपों में से एक बन गया है. चाहे वह बड़े पैमाने पर केंद्रीकृत फोटोवोल्टिक बिजली स्टेशन हों या औद्योगिक और वाणिज्यिक वितरित फोटोवोल्टिक सिस्टम, स्थापित क्षमता का लगातार विस्तार हो रहा है. तथापि, जबकि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल, इन्वर्टर, और अन्य उपकरणों पर अक्सर चर्चा होती रहती है, ट्रांसफार्मर के प्रमुख उपकरणों को अक्सर कम करके आंका जाता है.

वास्तव में, ट्रांसफार्मर बुनियादी ढांचागत उपकरण हैं फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली सुरक्षित ग्रिड कनेक्शन प्राप्त करने के लिए, स्थिर संचालन, और कुशल संचरण. फोटोवोल्टिक प्रणालियों की अस्थिरता, विद्युत इलेक्ट्रॉनिकीकरण की विशेषताएं, और ग्रिड कनेक्शन मानकों के निरंतर सुधार ने फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर को अब पारंपरिक वितरण ट्रांसफार्मर नहीं बना दिया है, लेकिन अत्यधिक विशिष्ट बिजली उपकरण.

यह लेख सिस्टम संरचना जैसे कई आयामों से फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणालियों में ट्रांसफार्मर प्रौद्योगिकी का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करेगा, तकनीकी आवश्यकताएं, अनुप्रयोग परिदृश्य, और विकास के रुझान.

1、 की समग्र वास्तुकला का विश्लेषण फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली

एक पूर्ण फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली में आमतौर पर निम्नलिखित घटक होते हैं:

• फोटोवोल्टिक मॉड्यूल
• कंबाइनर बॉक्स
• पलटनेवाला
• ट्रांसफार्मर
• ग्रिड कनेक्शन और वितरण प्रणाली

फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सौर ऊर्जा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करते हैं, जिसे फिर एकत्रित किया जाता है और एक इन्वर्टर में डाला जाता है. इन्वर्टर लो-वोल्टेज प्रत्यावर्ती धारा का उत्पादन करता है (सामान्यतः 400V या 690V). इस तथ्य के कारण कि पावर ग्रिड आमतौर पर मध्यम या उच्च वोल्टेज स्तर का उपयोग करते हैं, ग्रिड से जुड़ने से पहले उन्हें ट्रांसफार्मर के माध्यम से आगे बढ़ाया जाना चाहिए.

इस प्रक्रिया में, ट्रांसफार्मर फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन इकाई और सार्वजनिक विद्युत ग्रिड के बीच एक कड़ी के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है.

2、 फोटोवोल्टिक प्रणालियों में ट्रांसफार्मर की मुख्य भूमिका

2.1वोल्टेज स्तर रूपांतरण

यह ट्रांसफार्मर का सबसे मौलिक और महत्वपूर्ण कार्य है. फोटोवोल्टिक प्रणालियों के लिए सामान्य बूस्टिंग पथों में शामिल हैं:

• 0.4केवी → 10 केवी
• 0.69केवी → 20 केवी
• 0.69केवी → 35 केवी

उचित वोल्टेज रूपांतरण केवल ग्रिड अनुपालन से संबंधित नहीं है, बल्कि सिस्टम हानियों और ट्रांसमिशन दक्षता को भी सीधे प्रभावित करता है.

2.2विद्युत अलगाव और सिस्टम सुरक्षा

ट्रांसफार्मर घुमावदार संरचनाओं के माध्यम से विद्युत अलगाव प्राप्त करते हैं, सिस्टम सुरक्षा में प्रभावी ढंग से सुधार करना. घनी आबादी वाले क्षेत्रों में वितरित फोटोवोल्टिक परियोजनाओं के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है.

2.3बिजली गुणवत्ता विनियमन

इनवर्टर की गैर-रैखिक प्रकृति के कारण, फोटोवोल्टिक प्रणालियों में हार्मोनिक्स और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव जैसे मुद्दे अनिवार्य रूप से होते हैं. संरचनात्मक डिजाइन, वायरिंग विधि, और ट्रांसफार्मर के प्रतिबाधा विन्यास का सिस्टम की बिजली गुणवत्ता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है.

3、 फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर और पारंपरिक वितरण ट्रांसफार्मर के बीच अंतर

3.1परिचालन स्थितियों में मूलभूत अंतर

पारंपरिक वितरण ट्रांसफार्मर आमतौर पर लंबे समय तक लगभग पूर्ण लोड संचालन के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, जबकि फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर में स्पष्ट विशेषताएं होती हैं:

• दिन का संचालन, रात में कोई लोड नहीं
• दीर्घकालिक कम भार वाली स्थिति
• प्रकाश की स्थिति के साथ शक्ति तेजी से बदलती है

इसलिए, फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर कम लोड दक्षता और गतिशील अनुकूलन क्षमता पर अधिक जोर देते हैं.

3.2हार्मोनिक्स और प्रभाव के प्रति उच्च प्रतिरोध

फोटोवोल्टिक इनवर्टर द्वारा उत्पन्न उच्च-क्रम हार्मोनिक्स का कारण बन सकता है:

• लौह कोर का अतिरिक्त नुकसान बढ़ गया
• वाइंडिंग का तापमान बढ़ जाता है
• त्वरित इन्सुलेशन उम्र बढ़ने

फोटोवोल्टिक विशेष ट्रांसफार्मर को आमतौर पर पावर इलेक्ट्रॉनिक्स वातावरण के अनुकूल होने के लिए एंटी हार्मोनिक अनुकूलन डिजाइन की आवश्यकता होती है.

4、 केंद्रीकृत और वितरित फोटोवोल्टिक में ट्रांसफार्मर का अनुप्रयोग

4.1केंद्रीकृत फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन

बड़े पैमाने पर ग्राउंड फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्र आमतौर पर अपनाए जाते हैं:

• तेल में डूबा हुआ स्टेप-अप ट्रांसफार्मर
• फोटोवोल्टिक बॉक्स प्रकार सबस्टेशन

इसके फायदों में शामिल हैं:

• कम हानि
• बेहतर ताप अपव्यय प्रदर्शन
• लंबे समय तक आउटडोर निरंतर संचालन के लिए उपयुक्त

केंद्रीकृत परियोजनाएं पूर्ण जीवनचक्र लागत और दीर्घकालिक विश्वसनीयता पर अधिक ध्यान केंद्रित करती हैं.

4.2वितरित फोटोवोल्टिक प्रणाली

औद्योगिक और वाणिज्यिक छतों में, पार्क फोटोवोल्टिक, और अन्य परिदृश्य, अधिक सामान्य कॉन्फ़िगरेशन में शामिल हैं:

• शुष्क प्रकार का ट्रांसफार्मर
• कॉम्पैक्ट बॉक्स ट्रांसफार्मर

वितरित प्रणालियों पर अधिक जोर दिया जाता है:

• आग की रोकथाम और पर्यावरण संरक्षण
• स्थापना लचीलापन
• संचालन और रखरखाव में आसानी

5、 फोटोवोल्टिक प्रणालियों में ट्रांसफार्मर के प्रमुख तकनीकी मापदंडों के लिए आवश्यकताएँ

5.1रेटेड क्षमता और दक्षता वक्र

फोटोवोल्टिक प्रणालियों का बिजली उत्पादन समय के साथ काफी भिन्न होता है, इसलिए ट्रांसफार्मर चयन पर ध्यान देना चाहिए:

• में दक्षता 30% -70% भार सीमा
• कोई भार हानि स्तर नहीं
• अल्पावधि अधिभार क्षमता

उच्च गुणवत्ता वाले फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर गैर-पूर्ण लोड स्थितियों के तहत कम नुकसान बनाए रख सकते हैं.

5.2वायरिंग विधि और ग्रिड अनुकूलनशीलता

सामान्य वायरिंग विधियों में Dyn11 शामिल है, Ynd11, वगैरह. एक उचित वायरिंग विधि मदद कर सकती है:

• शून्य अनुक्रम धारा को दबाएँ
• वोल्टेज स्थिरता में सुधार करें
• ग्रिड अनुकूलता में सुधार करें

5.3इन्सुलेशन स्तर और पर्यावरण अनुकूलनशीलता

फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्र अक्सर रेगिस्तान जैसे जटिल वातावरण में बनाए जाते हैं, पठारों, और तटीय क्षेत्र, जिसके लिए ट्रांसफार्मरों की उच्च आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है:

• उच्च तापमान प्रतिरोध स्तर
• नमी प्रमाण, नमक स्प्रे प्रूफ, और धूलरोधी डिज़ाइन
• मजबूत यूवी और उम्र बढ़ने का प्रतिरोध

6、 फोटोवोल्टिक+ऊर्जा भंडारण की प्रवृत्ति के तहत ट्रांसफार्मर के लिए नई चुनौतियाँ

के तीव्र विकास के साथ “फोटोवोल्टिक+ऊर्जा भंडारण” प्रणाली, ट्रांसफार्मर के संचालन मोड में महत्वपूर्ण परिवर्तन हुए हैं:

• द्विदिश शक्ति प्रवाह
• चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के बीच बार-बार स्विच करना
• अधिक जटिल ग्रिड इंटरैक्शन

इससे उच्च दक्षता के अनुप्रयोग को बढ़ावा मिला है, कम हानि, और बुद्धिमान ट्रांसफार्मर.

7、 फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर का बुद्धिमान और डिजिटल विकास

आधुनिक फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्र डिजिटलीकरण और बुद्धिमत्ता की ओर विकसित हो रहे हैं, और ट्रांसफार्मर धीरे-धीरे बुद्धिमान नोड बन रहे हैं：

• ऑनलाइन तापमान की निगरानी
• आंशिक निर्वहन निगरानी
• स्थिति का आकलन और चेतावनी
• दूरस्थ संचालन और रखरखाव प्रबंधन

इन प्रौद्योगिकियों ने सिस्टम सुरक्षा और परिचालन दक्षता में उल्लेखनीय सुधार किया है.

8、 वैश्विक बाजार परिप्रेक्ष्य से फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर के विकास की दिशा

यूरोप में फोटोवोल्टिक निवेश की निरंतर वृद्धि, मध्य पूर्व, अफ़्रीका, लैटिन अमेरिका और अन्य क्षेत्रों ने ट्रांसफार्मर के लिए उच्च आवश्यकताएं रखी हैं:

• आईईसी/आईईईई मानक अनुपालन
• अनुकूलित वोल्टेज और क्षमता
• उच्च विश्वसनीयता और लंबे जीवनकाल वाला डिज़ाइन

भविष्य में, वास्तव में प्रतिस्पर्धी फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर एक उपकरण के बजाय सिस्टम समाधान का हिस्सा होंगे.

फोटोवोल्टिक प्रणालियों का दीर्घकालिक स्थिर संचालन पेशेवर ट्रांसफार्मर के समर्थन पर निर्भर करता है

जैसे-जैसे फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन आगे बढ़ता है “पैमाने का विस्तार” को “गुणवत्ता में सुधार”, ट्रांसफार्मर के महत्व पर लगातार प्रकाश डाला जाता है. केवल फोटोवोल्टिक प्रणालियों की परिचालन विशेषताओं को गहराई से समझकर ही हम ऐसे ट्रांसफार्मरों को डिजाइन और चयन कर सकते हैं जो वास्तव में फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं।.

फोटोवोल्टिक परियोजना डेवलपर्स के लिए, ईपीसी ठेकेदार, और उपकरण खरीदार, परियोजना की दीर्घकालिक लाभप्रदता और सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त फोटोवोल्टिक ट्रांसफार्मर चुनना महत्वपूर्ण निर्णयों में से एक है.

लुओयांग डेटांग एनर्जी टेक्नोलॉजी कंपनी, लिमिटेड. आर को एकीकृत करने वाला एक उच्च तकनीक उद्यम है&डी, ट्रांसफार्मर जैसे बिजली उपकरणों का निर्माण और आपूर्ति, नये ऊर्जा घटक, वितरण अलमारियाँ और इनवर्टर. तकनीकी नवाचार को मूल में रखते हुए, हम वैश्विक ग्राहकों की सेवा के लिए उच्च-विश्वसनीयता और उच्च-प्रदर्शन वाले पावर समाधान बनाने पर ध्यान केंद्रित करते हैं. सख्त गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली और अंतरराष्ट्रीय मानक प्रमाणीकरण के साथ, हम उत्कृष्ट उत्पादों का उत्पादन जारी रखते हैं और ग्राहकों को सुरक्षित और स्थिर बिजली प्रणाली बनाने में सक्षम बनाते हैं.