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SMA power balancer

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  • SMA power balancer

    per non andare troppo OT nella discussione sulla delibera 243 ho aperto questo nuovo post nella speranza di riuscire a risolvere l'arcano di come funziona questo sistema di controllo dello squilibrio dato da più inverter monofase su rete trifase.

    Il mio dubbio è che il balancer garantisca che lo sbilanciamento resti sotto una certa soglia di potenza solo nell'ambito di terne di inverter, ovvero garantisce il controllo dello sbilanciamento su tre inverter oppure su ognuno dei due gruppi di 3 inverter ciascuno in un impianto con 6 inverter e così via per 9,12... inverter. Nell'altro thread qualcuno sostiene che si possono usare solo numeri di inverter multipli di 3, qualche altro no. Io personalmente non lo so e non ho visto nessun documento ufficiale chiarificatore in un senso o nell'altro, per questa settimana ancora sarò all'estero e non posso chiamare la SMA, magari quando torno.

    Nel frattempo si può ragionare su questo link

    Immissione in rete trifase con la massima sicurezza

    Sotto "impostazione flessibile" si legge che se un inverter della terna si guasta gli altri 2 limitano la potenza a 4,6kVA ma anche che "tuttavia per gli impianti di maggiori dimensioni si sommano i carichi asimmetrici di più unità di immissione". Il mio timore è quindi che si guasta un inverter la singola terna di inverter (unità di immissione secondo la nomenclatura SMA?) limita la potenza degli altri due inverter di quella terna a 4,6kVA ma se si guastano due inverter su terne diverse si ha uno squilibrio totale del sistema di 4,6+4,6kVA.
    Poi si capisce anche che il balancer ha 4 diversi livelli di monitoraggio: con il più restrittivo Fault Guard sembra che si spenga tutta la terna di 3 inverter se uno dei 3 inv. si blocca, e questo risolverebbe il problema di cui sopra.
    Resta però un secondo problema: se ho 2 o 3 (o più) gruppi di 3 inverter ciascuno e ognuno dei vari gruppi di 3 sbilancia per es. di 4 kW la stessa fase (magari non perché un inverter è rotto o spento ma semplicemente perché alcuni inverter producono in maniera diversa per esposizioni diverse o altri motivi) lo sbilanciamento complessivo può superare i 6kW o interviene comunque il balancer?.
    Questo punto per me rimane aperto, naturalmente sono gradite osservazioni ma soprattutto documentazione ufficiale.

  • #2
    Quoto me stesso perchè oggi ho avuto modo di parlare con la SMA per la questione del power balancer e in effetti i miei dubbi sono confermati:
    Se ho più terzine di inverter ognuna delle quali sbilancia le fasi di una potenza consentita il balancer non interviene in nessuna configurazione (power guard, fault guard, ecc.). Per la precisione è possibile far spegnere una terzina di inverter se uno dei tre inverter si blocca, ma non se produce meno per diverso irraggiamento, per es. per falde est-sud-ovest Lo sbilanciamento totale in questo caso può superare i 6kW e non c'è modo di impedirlo col balancer.
    Insomma, nel caso di 6 inverter divisi in due gruppi di tre inverter ciascuno, se ho sfortuna e gli inverter producono per es. 5kW su L1, 5kW su L2 e 1kW su L3 e se questo si presenta su entrambe le terzine di inverter ho uno sbilanciamento totale di potenza di 8 kW verso la rete Enel, balancer o non balancer. Ovviamente più il numero di inverter è alto e più la potenza sbilanciata della singola terna di inverter necessaria ad innescare il problema è bassa.

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    • #3
      Grazie fabbietto per la utile info.
      Quindi i progettisti che hanno firmato impianti con 6 o più inverter SMA monofase (e in particolare se il numero tot. di inverter non è divisibile per 3) dichiarando che non c'erano problemi per lo squilibrio di potenza per la presenza del SMA power balancer potrebbero aver dichiarato il falso, giusto?
      .
      http://www.casasostenibile.org/casa.html

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      • #4
        scusate, ma gli altri produttori di inverter, power-one, fronius, ecc. come garantiscono il controllo dello squilibrio dato da più inverter monofase su rete trifase?
        E soprattutto come lo garantiscono "in tutte le condizioni di esercizio" ?
        ...dal 2006

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        • #5
          Che io sappia l'unico produttore di inverter che mette a disposizione un componente per lo squilibrio di potenza tra le fasi è SMA. Per Fronius in particolare sono certo che non esista nulla del genere perché un mesetto fa li ho chiamati proprio per questo in quanto sono stato chiamato per un adeguamento alla delibera 243 su un impianto con 4 inverter Fronius monofase da 5 kW. Da parte mia, una volta verificato con Fronius che non ci sono possibilità di controllare lo squilibrio, mi sono limitato a segnalare per iscritto al cliente che l'impianto non rispetta le prescrizioni Enel sullo squilibrio di potenza, il progettista originale invece non so cosa avesse pensato o previsto.
          Non ho indagato a fondo su altri produttori come power one o altri, non escludo che esista qualcosa di analogo al balancer SMA ma io non ne ho conoscenza.
          Per mangusta: secondo me progettista e CLIENTE (che hanno firmato assieme il regolamento di esercizio) hanno commesso un errore nel caso di molti inverter monofase, anche nel caso di Power Balancer SMA che come ho già scritto garantisce nel caso di guasti ad un inverter ma non nel caso di produzioni asimmetriche.

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          • #6
            .... sicuro che alla fine lo sbilanciamento superiore ai 6 kw sulle fasi, non venga di fatto bloccato dal contatore enel, che in pratica disconnette l' impianto????

            Se funziona in prelievo, immagino funzioni anche in immissione. Poi ci sono un sacco di casistiche, ad esempio immissione bilanciata ed allo stesso tempo prelievo su una sola fase......

            Spesso il controllo dello sbilanciamento puo' avvenire anche da parte della spi, basta integrarla dei TA e programmarla, almeno sulle due tre piu' famose.

            Ripeto il sistema sbandierato dalla sma è solo un' ottimizzazione che tende a limitare i danni (sgancio dell' impianto) quando per qualche motivo una fase dell' impianto (o meglio un inverter) produce meno degli altri due, superata poi dall' avvento degli inverter trifase, ora disponibili anche per piccole potenze........

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            • #7
              Originariamente inviato da scresan Visualizza il messaggio
              .... sicuro che alla fine lo sbilanciamento superiore ai 6 kw sulle fasi, non venga di fatto bloccato dal contatore enel, che in pratica disconnette l' impianto????
              Può essere, così come può essere che si possa usare un SPI adatto, però se uno dichiara ad Enel che l'impianto non sbilancia per più di 6 kW le fasi non credo sia lecito delegare il controllo al contatore stesso di Enel, altrimenti che lo dichiari a fare? Al limite ne prendi atto, no?

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              • #8
                A me pare un non problema!

                Ipotizziamo che tu immetta 6,66 kw per fase sullo stesso pod. Nello stesso momento prelevi 6,66 kw da una fase, a valle dei sistemi di controllo degli inverter, della spi o quant' altro, come nel 90 % degli impianti.

                Di fatto stai immettendo in maniera sbilanciata, ma nessun sistema di controllo dell' impianto di produzione puo' intervenire.

                Di fatto hai un impianto a norma, certificato e bilanciato, ma sei sbilanciato in immissione!

                Di fatto interviene il contatore enel !

                Potrebbe essere lo stesso per un impianto sbilanciato di suo, ma fino al massimo dei 6 kw possibili.
                Il controllo lo fa ancora il contatore che sgancia.

                ..... che fare??

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                • #9
                  ma siete sicuri che il contatore enel trifase intervenga per uno sbilanciamento sulle fasi ? io non credo proprio!
                  nell'esempio si scresan, se io immetto 6,66 su 2 fasi e la terza fase è a zero (coincidenza di prelievo da 6,66 e produzione da 6,66); il contatore vede una immissione di 6,66x2, ma non credo mica intervenga!! perchè dovrebbe farlo ?

                  riporto dalla CEI 0-21:
                  8.3 Connessione monofase/trifase alla rete di Distribuzione

                  Gli impianti di produzione collegati alla rete mediante un sistema elettrico di distribuzione monofase possono avere una potenza complessiva fino a 6 kW. È facoltà del Distributore elevare la suddetta potenza fino a 10 kW.
                  Il valore di potenza complessiva ammesso per impianti di produzione con connessione monofase alla rete di distribuzione è assunto nel seguito quale Limite allo Squilibrio Permanente (LSP).
                  Gli impianti di produzione collegati alla rete mediante un sistema elettrico trifase possono essere realizzati anche con generatori monofase purché la potenza dei generatori sia equamente ripartita sulle singole fasi.

                  8.3.1.1 Squilibrio permanente

                  Per impianti trifase realizzati con più unità monofasi, si ammette una installazione tale da avere un possibile squilibrio di potenza generata tra le fasi fino al limite sopra specificato (Limite di Squilibrio di Potenza, LSP) inteso come differenza tra fase con potenza maggiore e fase con potenza minore.

                  8.3.1.2 Squilibrio transitorio

                  Qualora l’installazione preveda, in qualsiasi condizione di esercizio, un possibile squilibrio superiore al valore di LSP, deve essere previsto un automatismo che riporti lo squilibrio di potenza ad un valore inferiore allo stesso LSP. L’automatismo deve inoltre provvedere a scollegare l’impianto dalla rete qualora la condizione di squilibrio persista:

                  a) per un massimo di 30 minuti nel caso lo squilibrio sia compreso tra 6 kW e 10 kW.

                  Qualora il Distributore abbia elevato il limite di potenza per la connessione monofase a 10 kW, questa condizione non deve essere attuata;

                  b) per un massimo di 1 minuto nel caso lo squilibrio superi i 10 kW.

                  Il suddetto automatismo deve soddisfare i requisiti di prova riportati in A.4.10.


                  secondo me la frase "Qualora l’installazione preveda, in qualsiasi condizione di esercizio, un possibile squilibrio superiore al valore di LSP" vuol dire che SE a livello progettuale, quell'installazione genera uno squilibrio tra le fasi (vedi installazione in falde est-ovest), allora devo prevedere un dispositivo.
                  Ma se è il mio campo è omogeneo, e l'installazione quindi non prevede una produzione con squilibrio, allora non devo prevedere nulla.

                  Non si prende in considerazione un inverter che si rompe e che quindi mi manda il campo in squilibrio.
                  Altrimenti per quest'ultima evenienza, la norma CEI avrebbe richiesto sempre un dispositivo in caso installazione multi-inverter con potenza del singolo inverter monofase > 6 kw;

                  che ne pensate ?
                  Ultima modifica di nll; 15-05-2014, 22:45. Motivo: Unione messaggi consecutivi dello stesso utente
                  ...dal 2006

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                  • #10
                    Fabbietto ne fa un problema di "dichiarazione di conformità in immissione dell' impianto, in cui il progettista deve certificare che immette in maniera equilibrata fino ad un max di 6 kw di squilibrio", la mia tesi era di dimostrare che alla fine, anche con inverter trifase, l' immissione puo' essere squilibrata dai carichi monofase applicati.

                    L'unico modo per garantire la "qualità" della rete, resta il contatore enel che in caso di squilibri superiori ai 6 kw "dovrebbe" sganciare.

                    Le mie sono ipotesi, nessuna certezza!

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                    • #11
                      Cerco di riepilogare alcuni punti interessanti che sono stati sollevati:

                      1) per scarda l'importante è non superare i 6 kW in condizioni "normali", cioè impianti con insolazione omogenea sono automaticamete ok. Non sono d'accordo perché per me "qualsiasi condizione di esercizio" significa anche quelle strane, tipo una attrezzatura collocata temporaneamente davanti a dei moduli, dei fusibili di stringa bruciati, un cavo staccato, insomma "qualsiasi" cosa possa capitare.

                      2) sempre scarda fa riferimento alla CEI 0-21 che però è entrata in vigore in un momento in cui impianti trifase con inverter monofase se ne facevano pochini e non si applica agli impianti precedenti. In ogni caso la CEI 0-21 spiega un po meglio il problema e cosa si richiede dall'impianto, e fa eplicito riferimento a dispositivi di controllo che intervengano entro 1 o 10 minuti a seconda dell'entità dello sbilanciamento, A questo proposito la norma descrive anche delle prove OBBLIGATORIE da fare su impianti trifase con inverter monofase, senza far cenno alle modalità di installazione, a esposizioni solari omogenee o meno ecc.

                      3) per impianti ante CEI 0-21 il regolamento di esercizio (almeno nella versione 2009 che ho sottomano) dice che se il produttore non rispetta le condizioni descritte nella sezione F della guida Enel alle connessioni, Enel si riserva di scollegare l'impianto. Andando a vedere la suddetta sezione F della guida si legge che l'impianto (o una sezione di impianto) deve disconnettersi immediatamente da solo se lo squilibrio supera i 6 kW (o per l'esattezza il limite di potenza consentita per i monofase, che potrebbe essere anche di 10 kW)

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                      questo regolamento è sottoscritto da cliente e tecnico responsabile

                      4) scresan pone un altro problema, ovvero quello degli ulteriori squilibri che possono verificarsi in assorbimento: detto che il contratto Enel per i clienti passivi dice che su ogni fase non si può superare 1/3 della potenza complessiva (e non 6 kW) il problema in effetti esiste:
                      anche supponendo un impianto da 100 kW con inverter trifase, e quindi perfettamente bilanciato, potrebbe succedere che l'impianto eroga 30 kW su ogni fase mentre i carichi assorbono rispettivamente 1kW-1kW-10kW. Entrambe lo condizioni sono permesse (produzione perfettamente bilanciata e carico inferiore a 1/3 della potenza disponibile) ma nella pratica significa che sulla rete Enel si avrebbe una immissione di 29-29-20 KW, quindi con uno sbilanciamento superiore a 6 kW. In caso di inverter trifase non è necessario garantire nulla in questo senso, invece ad essere rigorosi la stessa situazione che si verifichi con inverter monofase potrebbe non essere consentita.
                      Questo potrebbe essere un buon quesito per il CEI, se ne trovo il tempo.

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                      • #12
                        Nel caso di impianti con diverse terne trifase SMA, secondo me è sufficiente:
                        - impostare il power balancer su "Fault Guard": con questa configurazione in caso di anomalie ad uno degli inverter della terna trifase, anche gli altri due vengono spenti;
                        - verificare su carta che il progetto non preveda uno squilibrio in condizioni nominali (es. no falde a ovest e est su fasi diverse) e che in caso di squilibrio questo possa essere identificato e corretto in tempi rapidi (es. allarmi da data logger). Infatti la norma ammette che ci sia uno squilibrio (6kW) proprio per contemplare le anomalie temporanee, che vanno corrette, e non errori progettuali.

                        Ciao,
                        eubrun

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                        • #13
                          Fabbietto ha ragione sul come funziona il power balancer e lo squilibrio ipotizzato attraverso il meccanismo delle terne che squilibrano tutte sulla stessa fase è corretto.
                          Ciò nonostante la norma parla di SR che deve garantire il non squilibrio e non di SR che deve istallare un dispositivo atto allo scopo. In altre parole, se il progettista prende i provvedimenti (alcuni citati sopra) che lui ritiene sufficienti a garantire una produzione non sbilanciata allora il problema non si pone.
                          Inoltre, non si capisce bene il nesso tra lo squilibrio sulle fasi nella produzione e lo squilibrio nell'immissione visto che nell'equazione deve per forza comparire il carico.
                          Anche istallando un dispositivo che stacca l'impianto, dovesse questo produrre diversamente per più di 6 kW sulle 3 fasi, il problema posto da ENEL non sarebbe risolto. L'unica soluzione efficiente sarebbe quella di istallare un sistema di controllo sul punto di immissione che va a regolare la produzione dell'impianto fase per fase.....ma penso che non sia questo quello che era richiesto.

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