MET SZAKMAI KLUBDÉLUTÁN

Átírás

1 MET SZAKMAI KLUBDÉLUTÁN HÁLÓZATI CSATLAKOZÁSI, ÜZEMELTETÉSI SAJÁTOSSÁGOK A MEGÚJULÓ ERŐMŰVEK ESETÉN Rejtő János okl. villamosmérnök Villamos energetikai tervező, szakértő rejto.janos@hotmail.hu BUDAPEST, ÁPRILIS 3. MAGYAR MÉRNÖKI KAMARA ENERGETIKAI TAGOZAT 2018.

2 Referenciák ismertetése Előadás összefoglaló Megújuló kiserőművek tervezésének létesítés előkészületeinek fázisai Kiserőmű létesítés ismertetése a Sellye 500 kw-os naperőmű példáján Korszerű naperőmű kialakítás bemutatása 2 Fotó: Illusztráció, Naperőmű München közelében

3 HÁLÓZATI CSATLAKOZÁS LEHETŐSÉGEI 3 KISERŐMŰ évi LXXXVI. törvény a villamos energiáról Kiserőmű: 50 MW-nál kisebb névleges teljesítőképességű erőmű; ELOSZTÓI SZABÁLYZAT 6/A. SZ. MELLÉKLET: Kiserőművek elosztó hálózati csatlakozásának műszaki feltételei HÁZTARTÁSI MÉRETŰ KISERŐMŰ évi LXXXVI. törvény a villamos energiáról Háztartási méretű kiserőmű: olyan, a kisfeszültségű hálózatra csatlakozó kiserőmű, melynek csatlakozási teljesítménye egy csatlakozási ponton nem haladja meg az 50 kva-t; ELOSZTÓI SZABÁLYZAT 6/B. SZ. MELLÉKLET: Háztartási méretű kiserőművek elosztó hálózati csatlakozásának műszaki feltételei

4 4 Megvalósult referenciák Szélerőművek: Bioerőművek Naperőművek Kulcs 600 kw-os szélerőmű villamos projektvezetés, üzembe helyezés irányítása Légáram Alapítvány Újrónafő 800 kw-os szélerőmű villamos projektvezetés Vép 600 kw-os szélerőmű villamos projektvezetés, üzembe helyezés Hantos 50 kw szélerőmű villamos projektvezetés, csatlakozási terv, üzembe helyezés irányítása Bonyhád kva bioerőmű csatlakozási és kiviteli terv EH-szer Kft.-vel, Erdélyi Ferenccel Kaposszekcső 2 x 834 kw bioerőmű Csatlakozási terv, kiviteli terv Erdélyi Ferenccel, Pusztahencse 1200 kw bioerőmű csatlakozási terv Erdélyi Ferenccel 2010 Pálhalma 888 kva kva EH- Szer Kft-vel, Erdélyi Ferenccel Pécs 1,2 MW vízműtelep boigáz erőmű csatlakozási terv társtervező Sellye 500 kw-os naperőmű csatlakozási terv + üzembe helyezés irányítása Somogyszentpál 496 kw naperőmű csatlakozási terv, üzembe helyezés irányítása Dombóvár D-Be-Di, 499,75 kw naperőmű csatlakozási terv, Dombóvár Solarez 499,75 kw naperőmű, csatlakozási terv, Balatonendréd, 2x499 kw naperőmű, 1 ütem + üzembe helyezés irányítása 2017.

5 Tervezői szemlélet Naperőműves rendszerek tervezése Villamos energiát, ennek megfelelő méretezési szemlélet szükséges Információk beszerzése: Generáltervező, szakági tervezők! Együttműködés szükséges: Terület rendelkezésre állása, jogosultságok, Villamos hálózati csatlakozás lehetősége Út Kerítés Környezetvédelem Tartószerkezet Statika Talajmechanika, stb. A legfontosabb döntéseket a beruházó és a generáltervező együttműködve hozza. 5

6 Tervezési alapadatok, döntés a megvalósításról Beruházó által megadott dokumentációk, alapadatok Áramszolgáltatói igénybejelentés és műszaki gazdasági feltételek Csatlakozás módja, egyeztetések Terület, domborzati viszonyok PV panelek kiválasztása Inverterek kiválasztása Tartószerkezet kiválasztása Méretezések Társtervezők kiválasztása Egyeztetések 6

7 Legfontosabb főberendezések kiválasztása PV panelek, gyártmány, mennyiség, műszaki paraméterek Inverterek meghatározása, központi, vagy string inverterek Topológia meghatározása, soros, párhuzamos ágak, előzetes méretezés Topológia egyeztetése a beruházóval, generál tervezővel Tartószerkezetek meghatározása, méretezése, elrendezési tervek, árnyékhatás figyelembe vétele PV panelek optimális elhelyezése, dőlésszög meghatározása Vagyonvédelmi rendszer Társtervezőkkel egyeztetés 7

8 8 Áramhálózati engedélyesek előírásai Csatlakozási teljesítmény, hálózatszámítás alapján Csatlakozási pont Üzemviteli korlátozás Csatlakozás műszaki kialakítása Telemechanikai rendszerkövetelmények Elszámolási mérés követelményei ad-vesz mérés Védelmi rendszerkövetelmények OVRAM rendszerengedélyes védelmek Tulajdonjogi határ Üzemviteli együttműködés Megengedett felharmonikus tartalom, villogás Pénzügyi feltételek Ügyrendi feltételek

9 Villamos berendezések kiválasztása Hálózati csatlakozás, légvezeték, földkábel, nyomvonal kiválasztása Nyomvonal területtulajdonosokkal egyeztetés, megállapodás Csatlakozás pontos feltételeinek egyeztetése a hálózati engedélyessel Transzformátor állomás, transzformátor kiválasztása Fogadó mező(k) Mérő mező Főtranszformátor kiválasztása Segédüzemi transzformátor (ha szükséges) Távműködtetés, áramszolgáltatói leválasztás meghatározása 22 kv-os védelmi mező 0,4 kv-os védelmi rendszer Tűzvédelmi rendszer Segédüzem 9

10 Központi inverteres rendszerek Inverter kiválasztása. DC feszültség általában V DC. Segédüzem meghatározása Beépített DC teljesítmény Napelemek típusa, darabszáma Kábelezési rendszer Villámvédelmi rendszer Készüléktervezés DC gyűjtők, leválasztó kapcsolók, string biztosítók Informatikai rendszer Túlfeszültség-védelmi rendszer 10

11 String inverteres rendszerek Inverter kiválasztása, elhelyezés minél közelebb a villamos súlyponthoz AC, DC elosztók megtervezése, az inverter felépítésétől függően Túlfeszültség védelem megtervezése 2 párhuzamos string felett string biztosító előírás String hosszak megtervezése megengedett DC feszültség alapján Elrendezés megtervezése Villámvédelmi földelőháló megtervezése Kábelrendszer méretezése, kiválasztása Tűzvédelmi leválasztás biztosítása 11

12 Legfontosabb dokumentumok (1) 12 Villamos hálózati csatlakozási terv, jóváhagyott állapot Építési engedély Termelői kábel és transzformátor állomás építési (vezetékjogi engedély) KÁT-METÁR engedély Villamos energia mérlegköri, felvásárlási szerződés Villamos energia vételezési szerződés segédüzemre Kiviteli tervek, jóváhagyott állapot, végleges kiviteli terv Műszaki ellenőri nyilatkozatok Főberendezése dokumentumai, minőségtanúsítások. Inverterek panelek, stb. Mérési jegyzőkönyvek, Érintésvédelem, szabványosság, villámvédelem Villamos mérés, jóváhagyott mérési terv, mérési dokumentáció, mérőváltók dokumentumai Üzembe helyezési program, jóváhagyott

13 Legfontosabb dokumentumok (2) Részletes műszaki leírás, generál tervezői szintű Statikai, talajmechanikai jegyzőkönyvek Építészeti tervek, kerítés terv Út, közmű tervek, Környezetvédelmi engedélyek, (amennyiben szükséges) További szakhatósági engedélyek, Pl. örökségvédelem, stb.) Karbantartási terv Kezelői megbízások, kioktatás Felügyeleti rendszer tervei Alállomási, kiserőművi telemechanikai módosítások, azok dokumentációi 13

14 VILLAMOS ENERGIA TERMELÉS BECSLÉSE a.eu/pvgis/apps4/pvest.php?lang=en&map=europe 14

15 15 ELOSZTÓ HÁLÓZAT ELOSZTOTT ENERGIARENDSZEREK AZ ELOSZTOTT ENERGIATERMELÉS ÁLTALÁBAN AZ ENERGIÁNAK A TÉNYLEGES FELHASZNÁLÁSÁHOZ KÖZELI ELŐÁLLÍTÁSÁT JELENTI. Az elosztott energiatermelés általános jellemzői: A villamos energia rendszerhez általában a 230/400 V, 22 kv-on, esetleg 132 kv feszültségű részén csatlakoznak. Nincs központilag szabályozva (bár a virtuális erőművek koncepciója, amelyben a sok decentralizált energiatermelő egység egyetlen egységként szerepel, ellentmond ennek a meghatározásnak) Nem központilag tervezett, és általában független energiatermelők vagy felhasználók üzemeltetik 50 MW -nál kisebb energiaforrásokat tekintenek elosztott energiatermelő rendszernek)

16 ELOSZTOTT TERMELÉS HATÁSA A HÁLÓZATI RENDSZERRE VIZSGÁLATI, ÉRTÉKELÉSI SZEMPONTOK Üzemvitel: üzemirányítás, ellátás-biztoság, karbantartás, hibaelhárítás Feszültség: feszültségprofil, minőség (harmonikus, flicker, feszültség és frekvencia) Teljesítményáramlások: terhelhetőség, veszteség, feszültségesés/növekedés Szigetüzem: szigetüzem felismerése, leválás vagy szabályozás, reszinkronizáció Rövidzárlat: zárlati árambetáplálás, feszültségletörés túlélése, védelmi kialakítás Hálózati csatlakozás: előírások, követelmények, inverter csatlakozások szabályozása. 16

17 LÉNYEGES HÁLÓZATI JELLEMZŐ: FESZÜLTSÉG MINŐSÉGE Az MSZ EN 50160:2008 szabvány megadja a fő feszültségjellemzőket, amelyet a közüzemi rendszer biztosít a fogyasztók részére. Az EN szabvány a villamos energia minőség mérése és elemzése során az alábbi mutatókra fókuszál: Feszültség letörés, rövid idejű és tartós feszültség kimaradások harmonikus-, közbenső harmonikus feszültség (felharmonikusok) hálózati frekvenciájú túlfeszültség tranziens túlfeszültség feszültség ingadozás feszültség aszimmetria frekvencia ingadozás villogás (flicker) hálózati jelfeszültség vezetett zavar 17

18 KÖZCÉLÚ HÁLÓZATTAL EGYÜTTMŰKÖDŐ NAPERŐMŰVEK: CENTRALIZÁLT- DECENTRALIZÁLT RENDSZER Centralizált inverteres rendszer 1 vagy több központi inverter jól vezérelhető, mérhető, értékelhető Olcsóbb inverter költség Nem kell AC gyűjtő, AC kábelezés Lényegesen több DC kábelezés, DC gyűjtő kell A felharmonikusokat deklarálja a gépkönyv 1 inverter kiesése, hibája esetén tartós termeléskiesés 18 történik Decentralizált inverteres rendszer Több kisebb inverter szükséges a területen, nagyobb informatikai rendszer szükséges A sok kisebb inverter nagyobb költség AC gyűjtők, AC kábelezés szükséges Kevesebb DC kábelezés szükséges, DC gyűjtő szükséges Külön elemezni kell az eredő felharmonikus termelést 1 inverter kiesése, hibája esetén minimális kiesés, könnyebb a pótlás

19 19 Kiemelt szabványok

20 INVERTEREKRE, NAPERŐMŰVES RENDSZEREKRE VONATKOZÓ SZABVÁNY ELŐÍRÁSOK I. MSZ EN 61140:2003 Áramütés elleni védelem. A villamos berendezésekre és a villamos szerkezetekre vonatkozó közös szempontok (IEC 61140:2001) :2016Módosítva: (EN) MSZ HD :2006 Épületek villamos berendezéseinek létesítése Különleges berendezésekre vagy helyiségekre vonatkozó követelmények. Napelemes (PV) energiaellátó rendszerek április 8-ig még érvényes. ÚJ! MSZ HD :2016 Kisfeszültségű villamos berendezések rész: Különleges berendezésekre vagy helyekre vonatkozó követelmények. Napelemes (PV-) rendszerek Hatályos szeptember 1.-től. Az MSZ HD :2006 helyett 20

21 INVERTEREKRE, NAPERŐMŰVES RENDSZEREKRE VONATKOZÓ SZABVÁNY ELŐÍRÁSOK II. MSZ HD :2007 Kisfeszültségű villamos berendezések rész: Biztonság. Áramütés elleni védelem (IEC :2005, módosítva) ICS: Villamosenergia-ellátó rendszerek MSZ HD :2015 Kisfeszültségű villamos berendezések rész: Biztonság. Hőhatások elleni védelem (IEC :2010, módosítva) ICS: Villamosenergia-ellátó rendszerek; Olvadóbiztosítók és egyéb, túláram ellen védő készülékek MSZ EN :2011 Angol nyelvű! Fotovillamos (PV) energetikai rendszerek teljesítményátalakítóinak biztonsága. 1. rész: Általános követelmények (IEC :2010) ICS: Napenergia MSZ EN :2012 Angol nyelvű! Fotovillamos (PV) energetikai rendszerek teljesítményátalakítóinak biztonsága. 2. rész: Az átalakítók egyedi követelményei (IEC :2011) ICS: Napenergia Megjelenés dátuma:

22 INVERTEREKRE, NAPERŐMŰVES RENDSZEREKRE VONATKOZÓ SZABVÁNY ELŐÍRÁSOK III. MSZ EN Angol nyelvű! Fotovillamos (PV) energetikai rendszerek teljesítmény-átalakítóinak biztonsága. (2 részes) MSZ EN 61727:1998 Angol nyelvű! Fotovillamos (PV) rendszerek. A közműinterfész jellemzői (IEC 1727:1995) MSZ EN 62116:2011 Angol nyelvű! Eljárás közcélú hálózatra kapcsolt fotovillamos átalakítók szigetképződés-gátló intézkedéseinek vizsgálatára (IEC 62116:2008, módosítva) MSZ EN :2007 EMC Elektromágneses zavartűrés 22

23 MEGJELENT AZ MSZ HD :2016! SZÁMOS VÁLTOZÁS AZ MSZ HD :2006.-HOZ KÉPEST: További magyarázatok a PV villamos rendszerekre; A fogalommeghatározások és technikai meghatározok frissültek, bővültek; A biztonsággal kapcsolatos követelmények összhangba kerülnek a harmonizált dokumentum legújabb verziói az MSZ HD sorozatával, különösen a biztonsággal kapcsolatos védelemmel; A számítási alapelvek a védelmi berendezések kiválasztásának elve összhangba került a PV modulok termékszabványaival; Ahol a HD as szabvány nem alkalmazható, ott kockázatértékelési módszer bevezetésre került; A karbantartó személyzet, ellenőrök, közcélú hálózat üzemeltetők, sürgősségi szolgáltatások, stb részére egy figyelmeztető jelek a napelem telepítési helyén, az épület szükséges helyein, a biztonságot céljából, Túlfeszültség-védelmi eszközök és a kiválasztás módja megtalálható; B. melléklet számítási módszert biztosít U OC MAX és I SC-MAX. részére 23

24 Napelemes multicluster rendszer sémája A rendszer feladata: 24 Forrás: A napelemek elsősorban a tárolókat töltik. Ha a tároló töltve van, és túltermelés van, akkor működik a hálózati értékesítés Ha a fogyasztás nagyobb, mint a termelés, akkor elsősorban a tárolóból történik a fogyasztás. Ha a tároló kifogyott, akkor történik a hálózatból a fogyasztás Ha hálózati üzemzavar van, és a tárolókban sincs energia, akkor bekapcsolódik a generátor.

25 SELLYE 499,8 kw névleges teljesítményű naperőmű létesítése, műszaki megoldásai, az üzemeltetés tapasztalatai Rejtő János okl. villamosmérnök CSATLAKOZÁSI TERV Tervező Üzembe helyező A MEE tagja MMK En.tagozat ÜZEMBE HELYEZÉS: SELLYE, december

26 Helyszín MECSEK SZIGETVÁR PÉCS SELLYE

27 SELLYE AZ ORMÁNSÁG KÖZPONTJA Az Ormánság, vagy Ormányság tájegység Baranya megyében, a Dráva árterületén, a Dráva-sík kistáj része. Baranyára jellemző aprófalvas vidék. Legnagyobb települései az 1868 lakosú Vajszló és a 2941 lakosú Sellye. NAPERŐMŰ Az Ormánság Magyarország délnyugati részén, a Dráva folyó partján, Baranya megyében található és 45 bűbájos, takaros kis falu alkotja. 27

28 SELLYE A Dráva folyó árterületéből kiemelkedő dombokat hívták itt ormáknak. A gyakori áradások miatt ezekre a magaslatokra épültek a falvak, és ezekről kapta a táj is sajátságos nevét. Itt kicsit lassabb az élet, mint máshol: nincs, akkora forgalom, nincs annyi multi cég, nincs szmog vagy annyi stressz. A táj és lakói féltve őrzik magukban hagyományaikat. És, hogy mit érdemes megnézni ezen a vidéken? Nagyon szép települések! XVIII századból származó Draskovich kastély 28 Lehet, hogy még sosem hallottuk Okorág, Sellye, Drávafok, Kemse-Zehipuszta, Vajszló, Drávaiványi, Kórós, Kovácshida vagy Adorjás nevét, pedig érdemes megjegyezni ezeket az elsőre kicsit idegenül csengő neveket!

29 Helyszín, alapadatok A NAPERŐMŰ TELJESÍTMÉNYE: sz. blokk: 2x20 db DC napelem tábla sorba kapcsolásával: 20+20=40 tábla. 40 x 245W = 9800 W. 30x9,8 kw = 294 kw leadott teljesítmény sz. blokk: 2 x 21 db DC napelem tábla sorba kapcsolásával: 21+21=42 tábla. 42 x 245 W = W. 20x10,29 kw = 205,8 kw leadott telj blokk összesen: 294 kw+205,8kw = 499,8 kw (- kábel, tr. veszteség) Próbaüzem kezdete: Termelési kereskedelmi üzem: Tervezett éves termelés: ~769 MWó FORRÁS: PÉCSI STOP ÚJSÁGCIKK, BERUHÁZÓ NYILATKOZATA 29

30 SOLAR CELLA KIVÁLASZÁSA Polikristályos napelem táblák főbb adatai: Típus: ET-P660245WW Max teljesítmény: Pmax=245W Üresjárási feszültség: Voc=37,27 V Névleges feszültség: Vmpp=30,14V Rövidzárási áram: Isc= 8,73 A Névleges áram: Impp = 8,13 A Max. megengedett feszültség: 1000V DC 30 Egy cella: 37,27V /60 cella = 0,62 V/cella

31 NAPKÖVETŐ RENDSZER A DEGER hajtás két érzékelő bemenete nyújt referencia értékeket, a logikai modul követi az optimális beállítást a nap folyamán. A harmadik szenzor visszaállítja a rendszert minden reggel. Differenciál erősítő méri az átmenetet. Közvetlen hajtással rendelkezik. A meghajtó közvetlenül vezérli a MOSFET híd áramkört. Az áramkorlátozó megakadályozza a motor és a DEGER traker szerkezet túlterhelését. Abban az esetben, ha túlterhelés történne (befagyott vagy blokkolt meghajtó esetén), a motor kikapcsol. Amint a hajtás ismét szabadon fut, a motor automatikusan újra indul. 31

32 DC RENDSZER EGYVONALAS RAJZA 1. BLOKK: DEGER: 20 DB 245W-OS NAPELEM DEGER: 21 DB 245W-OS NAPELEM TÁBLA 1. BLOKK 2. BLOKK 2. BLOKK: DEGER: 20 DB 245W-OS NAPELEM DEGER: 21 DB 245W-OS NAPELEM TÁBLA 32

33 33 SMA INVERTER

34 TERMELT FELHARMONIKUS ÁRAM SMA MAKRO SZOFTVER BIZTOSÍTJA AZ MSZ EN HARMONIZÁLT SZABVÁNY SZERINT MEGENGEDETT VISSZATÁPLÁLT ÁRAMHARMONIKUSOK ÉRTÉKÉT. 34

35 FELHARMONIKUS MÉRÉS EREDMÉNYE Mérést végezte: WATT Konzulting Szolgáltató BT. Mérés időpontja: Vonatkozó szabványok: MSZ EN 50160, MSZ 1. 35

36 NAPELEM RENDSZER ELHELYEZÉSE 50 DB ~10 KW TELJESÍTMÉNYŰ FORGATÓS RENDSZERŰ TORONY NAPELEMRENDSZERREL, ENERGIA KÁBEL RENDSZER 36

37 DC KAPCSOLÓSZEKRÉNYEK Biztosító szekrény a 10 kw-os egységek védelmére Gyűjtő és biztosító szekrény 10 db forgatós egység védelmére Transzformátor állomás KIF gyűjtőrendszere és segédüzem 37

38 NAPELEM OSZLOPOK INFORMATIKA ÉS VEZÉRLŐ KÁBELEI DEGER trackerek energia kábelei DEGER trackerek vezérlő kábelei RS 485 informatikai rendszer kábele 38

39 TRANSZFORMÁTOR ÁLLOMÁS 39 Transzformátor teljesítmény: 630 kva Áttétel: 22000±2x2,5% /420 V

40 HÁLÓZATI CSATLAKOZÁS SZIGETVÁR 132/22 KV-OS ALÁLLOMÁS SELLYE 500 KW-OS NAPERŐMŰ Hálózati számítások: Hálózatra csatlakoztathatóság feszültségviszonyok mindhárom üzemállapotra Zárlatszámítás - Zárlati teljesítmény a csatlakozási ponton, zárlati teljesítmény növekedés Védelmi beállítás számítás, védelmi rendszer kialakítása Készülékek kiválasztása,ellenőrzése

41 NAPERŐMŰ VÉDELMEI MRN 3-31-D HÁLÓZATI VÉDELEM Inverter impedancia védelem: Z h <=0,6 ohm 41

42 22 KV-OS FÖLDKÁBEL, TMOK TÁV-MŰKÖDTETHETŐ OSZLOPKAPCSOLÓ 42

43 NAPERŐMŰ TERMELÉSE hónapig Éves terv: kwó Felvásárlási egységár 2013: 32,18 Ft/kWó Éves terv: kwó Felvásárlási egységár 2013: 32,18 Ft/kWó kwó 43 Éves várható termelés: ~ kwó, ~ 103 %

44 NAPERŐMŰ TERMELÉSE kwó kwó/év Adatsor Adatsor : Tervezett termelés: ~ kwó, ~ 103 % éves átlag: kwó/év

45 NAPERŐMŰ TERMELÉSE egy tipikus napi termelés 500 SELLYE NAPERŐMŰ TERMELÉS ÁPRILIS 24.-ÉN (KWÓ)

46 Táv-leolvasási lehetőség május 18.

47 47 Táv-leolvasás statisztikája

48 Kiserőmű hatása a közcélú 22 kv-os hálózatra kw 48

49 BERUHÁZÁS RÉSZTVEVŐI Beruházó:Tamási Naperőmű Beruházó és Villamosenergia-termelő Kft. Generál kivitelező: E-OS Innovatív Zrt. Tervezők: Csatlakozási terv, engedélyezési, kiviteli terv: EH-SZER Kft. Rejtő János, Erdélyi Ferenc Kiviteli terv belső KIF hálózat, DC rendszer, informatika: Epszilon-terv Kft. Volosinovszky Miklós Villámvédelmi terv: Hegedűs István Generál kivitelező: : E-OS Innovatív Zrt Kivitelező: EH-SZER KFT. Műszaki vezető: Müller Ferenc Tartószerkezetek szerelése, kisfeszültségű hálózat, napelem telepítés, hálózati csatlakozás, informatikai rendszer Műsz. Vezető: Tóth Gergely Balázs Kivitelező: Elsz. Mérés: Bo-Villám Bt. Kivitelező: Biztonsági rendszer: Multi Alarm Kft. 49

50 BERUHÁZÁS RÉSZTVEVŐI Műszaki ellenőr: Eke Tamás, Fényvonal Kft. Munkabiztonsági vezető: Müller Ferenc mérnökiroda vezető EH-SZER Kft. Üzembe helyezés irányító, egyszemélyi felelős: Rejtő János villamos energetikai szakértő Felharmonikus, flikker mérés: WATT Konzulting Szolgáltató BT. Üzemeltető: Tamási Naperőmű Kft. Sellye 50