Güneş enerji santrallerinde yıldırım etkilerinin araştırılması

Büyük ölçekli ve yere kurulan güneş enerji santralleri yapısı gereği geniş alanlara kurulmaktadır. Bu durum güneşe dayalı elektrik üretimi yapan santrallerin atmosferik olaylardan etkilenmesine neden olmaktadır. Atmosferik olaylardan biri de yıldırım fenomenidir ve yüksek frekanslı darbeler içerir. Bu çalışma, kurulu bir güneş enerji santralinde yıldırım darbesi sonucu neden olduğu düşünülen iki hasarı temel alarak, PSCAD programında örnek bir güneş enerji santralinin benzetimi yapıp yıldırım darbe etkinliğini incelemiştir. Bu bağlamda 6MW gücündeki güneş enerji santralinin gerçek zamanlı verileri kullanılarak yıldırım darbelerinin doğrudan ve dolaylı etkileri incelenmiştir. Çalışmada yıldırım parametreleri için IEC 62305 standardı esas alınmıştır. Benzetim çalışmaları yapılmadan önce güneş enerji santralinde kullanılan gömülü güç kabloları, transformatörler, toprak parametreleri ve fotovoltaik panellerin yüksek frekans modelleri açıklanmış, uygun model seçimleri ve yaklaşımları kabul edilmiştir. Çalışma 25kHz ile 1MHz arasında değişen yıldırım darbelerinin güneş enerji santrallerine ait materyallerin yüksek frekans eş değer modelleriyle birlikte gerçek zamanlı geçici durum analizlerini kapsamaktadır. Bu durum çalışmanın özgün değerini oluşturmuştur. Yapılan benzetim çalışmalarında farklı frekans ve farklı genliklerdeki yıldırım darbelerinin dolaylı veya doğrudan güneş enerji santralinde yaratmış olduğu gerilim yükselmesi ve akım paylaşımı sonuçları paylaşılmıştır. Sonuçlar öğrenilen hasar bilgileriyle karşılaştırılmış ve değerlendirilmiştir. Oluşan etkilerin daha az maliyetli yollar için kritik parafudr noktaları belirlenmiş ve önerilmiştir.