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Oberschwingungen von Solarwechselrichtern in Südafrika
Oberschwingungen von Solarwechselrichtern stellen in Südafrika mittlerweile ein größeres Problem auf Industrie- und Gewerbegeländen dar. Viele Betriebe haben Photovoltaikanlagen auf ihren Dächern installiert, um die Abhängigkeit vom Stromnetz zu verringern und die Stromkosten zu senken.
Solarwechselrichter erzeugen jedoch auch Oberschwingungsströme im Stromnetz. Dies kann zu Überhitzung, instabilem Leistungsfaktor, Fehlauslösungen und einer verminderten Stromversorgungsleistung führen. In vielen Fällen sind aktive Oberschwingungsfilter die kostengünstigste Methode, die Stromqualität zu verbessern und die Stromversorgung zu schützen.
Südafrikanische Standorte stehen unter Druck, den Betrieb stabil zu halten und die Energiekosten zu senken. Solarenergie trägt dazu bei. Der Einbau von Solarwechselrichtern verändert jedoch das elektrische Verhalten des Systems.
Ein Solarwechselrichter ist ein leistungselektronisches Gerät. Er bezieht und speist Strom nicht auf die gleiche Weise wie eine einfache lineare Last ein. Daher treten Oberschwingungen von Solarwechselrichtern in Südafrika immer häufiger in Fabriken, Lagerhallen, Bürogebäuden und anderen Industrie- und Gewerbebetrieben auf.
Sind am Standort bereits Frequenzumrichter, USV-Anlagen oder Gleichrichter vorhanden, kann der Oberwellenpegel noch weiter ansteigen. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung von Kabeln, Transformatoren, Leistungsschaltern und Kondensatorbatterien.
Die Oberwellenverzerrung beschränkt sich nicht nur auf den Wechselrichter. Sie breitet sich durch die Stromnetze aus und beeinträchtigt das gesamte System.
Dies kann zu Folgendem führen:
Viele Standorte bemerken zunächst die Symptome, nicht aber die Ursache. Die Solaranlage scheint zu funktionieren, doch die Stromqualität verschlechtert sich nach der Installation.
Eine Kondensatorbank dient der Leistungsfaktorkorrektur. Sie ist nicht zur Oberwellenreduzierung geeignet.
Das ist das Problem.
Werden in Südafrika Solaranlagen mit Wechselrichtern in Anlagen mit älteren Kondensatorbatterien integriert, kann es zu einer Überhitzung der Kondensatorbatterie kommen. Dadurch kann es zu häufigeren Abschaltungen und in manchen Fällen zu einem vorzeitigen Ausfall kommen.
Dies geschieht, weil die Kondensatorbank nun einer stärker verzerrten elektrischen Umgebung ausgesetzt ist. Der Standort hat sich geändert, die Kompensationsmethode jedoch nicht.
Die meisten Anlagen weisen Warnzeichen auf, bevor sie vollständig ausfallen. Häufige Anzeichen sind:
Wenn mehrere dieser Anzeichen nach der Installation einer Photovoltaikanlage auf dem Dach auftreten, könnten Oberschwingungen des Wechselrichters eine Teilursache sein.
Solarwechselrichter sind nicht die einzige Quelle von Oberwellenverzerrungen. Viele moderne Anlagen nutzen auch nichtlineare Lasten wie zum Beispiel:
Wenn diese Verbraucher gleichzeitig betrieben werden, steigt der Oberwellenstrom schneller an. Daher gewinnt die Stromqualität industrieller Solaranlagen in Südafrika zunehmend an Bedeutung. An einem Standort können Solaranlagen, Antriebe und Kondensatorbatterien an einem gemeinsamen Bus angeschlossen sein. Dies führt zu einer höheren Belastung des Gesamtsystems.
Probleme mit harmonischen Resonanzen in Kondensatorbänken treten auf, wenn eine Kondensatorbank mit der Systemimpedanz interagiert und bestimmte harmonische Frequenzen verstärkt.
Das kann gefährlich sein.
Die Folge können Überhitzungsoberwellen der Kondensatorbank, wiederholtes Durchbrennen von Sicherungen, Spannungsinstabilität und eine verkürzte Lebensdauer der Geräte sein. Selbst wenn einzelne Kondensatoren ausgetauscht werden, tritt das Problem erneut auf, da die eigentliche Ursache weiterhin im Netz liegt.
Dies ist einer der Gründe, warum Oberschwingungen bei Solarwechselrichtern in Südafrika als Systemproblem und nicht nur als Wechselrichterproblem behandelt werden sollten.
Aktive Oberwellenfilter Sie arbeiten in Echtzeit. Sie erkennen Oberwellenströme und speisen Ausgleichsströme in das Netz ein. Dies trägt zur Verbesserung der Stromqualität bei und reduziert die Belastung des Netzteils.
Für Anlagen mit Solarwechselrichtern und wechselnden Lasten stellen aktive Oberschwingungsfilter eine hochwertige Lösung dar. Sie sind flexibler als fest eingestellte Filterverfahren und besser für moderne Stromnetze geeignet.
Aus diesem Grund gewinnen Projekte zur Installation aktiver Oberwellenfilter in Südafrika an Bedeutung. Sie tragen zur Reduzierung von Oberwellenströmen bei, unterstützen eine stabilere Stromversorgung und schützen Geräte vor wiederkehrenden Problemen.
Eine Lösung zur Filterung von Oberschwingungen mit Frequenzumrichtern ist in Südafrika häufig erforderlich, wenn der Standort über viele Umrichter und Solaranlagen auf dem Dach verfügt. Umrichter erzeugen bereits Oberschwingungen. Durch die Hinzunahme von Solarwechselrichtern kann der Gesamtoberschwingungspegel so stark ansteigen, dass er das gesamte Stromnetz beeinträchtigt.
Dies ist üblich bei:
In diesen Fällen ist eine stärkere Strategie zur Oberwellenunterdrückung erforderlich, um die Stabilität des Systems zu gewährleisten.
Manche Standorte haben nicht nur Probleme mit Oberschwingungen, sondern auch mit schnellen Blindleistungsänderungen.
Eine Lösung mit einem statischen Blindleistungsgenerator (SVG) aus Südafrika ist in solchen Fällen hilfreich. Er reagiert schneller als eine herkömmliche Kondensatorbatterie und trägt dazu bei, die Kompensation auch bei wechselnden Lastbedingungen stabil zu halten.
Dies macht es zu einer guten Option für Leistungsfaktorkorrekturprojekte in Südafrika, wo sich das Lastprofil im Laufe des Tages häufig ändert.
Die beste Lösung ist in der Regel nicht, nur ein defektes Teil nach dem anderen auszutauschen. Besser ist es, das gesamte System zu überprüfen und die eigentliche Ursache zu beheben.
Eine kostengünstige Modernisierung könnte Folgendes umfassen:
Dieser Ansatz trägt dazu bei, die Stromrechnungen zu senken, die Energieeinsparungen zu verbessern und eine bessere langfristige Leistung zu unterstützen.
Bevor Ingenieure sich für eine Lösung entscheiden, sollten sie Folgendes prüfen:
Ohne Messungen ist es schwierig, fundierte Entscheidungen zu treffen.
Oberschwingungen von Solarwechselrichtern stellen in Südafrika ein zunehmendes Problem in modernen industriellen und gewerblichen Stromnetzen dar. Mit der zunehmenden Installation von Photovoltaikanlagen auf Dächern steigt das Risiko von Oberschwingungsverzerrungen, Überhitzung von Kondensatorbatterien und instabiler Stromversorgung.
Wenn es darum geht, die Stromqualität zu verbessern, die Stromversorgung zu sichern, die Stromkosten zu senken und eine höhere Energieeffizienz zu fördern, sind aktive Oberschwingungsfilter oft die bessere langfristige Lösung. In vielen Fällen ist die Kombination von aktiven Oberschwingungsfiltern (AHF) und SVG für Solaranlagen der effektivste Ansatz.
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