Fiber Optik Aplikasi Energi Matahari

 Mereka menawarkan perlindungan isolasi dari gangguan high-voltage/current

Energi matahari baru-baru ini menjadi sumber alternatif yang populer untuk memenuhi kebutuhan energi di seluruh dunia karena fluktuasi harga minyak / batubara dan isu pemanasan global. Minyak adalah sumber daya terbatas dan berkurang, dan karena ini, lonjakan harga saat permintaan tinggi. Minyak dan / atau generator bertenaga batubara, ketika mengkonversi bahan bakar fosil menjadi tenaga listrik, juga memproduksi CO2 yang sangat besar dan polutan lain yang berbahaya bagi bumi.

Dalam sistem tenaga pertanian tenaga surya, sejumlah besar arus yang dihasilkan dari panas matahari. Dalam rangka untuk melindungi peralatan dari kebocoran arus besar, isolasi galvanik menjadi penting untuk memastikan kualitas sistem tenaga dan kehandalan. Serat optik menawarkan perlindungan isolasi dari gangguan high-voltage/current dan sinyal yang tidak diinginkan ke dalam kontrol peralatan listrik dan komunikasi. Hal ini juga layak untuk menggunakan serat optik untuk mengontrol kemampuan pelacakan dari panel surya, Fiber optik komunikasi dapat mencakup koneksi jarak link lagi dibandingkan dengan kawat tembaga. Sebagai peternakan surya tumbuh dalam ukuran, memantau dan mengendalikan semua panel surya membutuhkan koneksi hubungan jarak jauh, yang hanya mungkin dengan kabel serat optik.

Aplikasi kunci untuk komponen serat optik dalam sistem energi surya meliputi:• Daya driver gerbang elektronik untuk inverter• Sun pelacakan kontrol dan komunikasi papan• pertanian Surya gardu otomatisasi dan perlindungan relay

Solar Power Generation

Solar panel mengumpulkan energi matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik melalui modul fotovoltaik atau kolektor panas matahari. Dalam rangka mengintegrasikan daya yang dihasilkan dari panel surya ke jalur transmisi listrik, kebutuhan listrik diubah menjadi utilitas-grade listrik AC (Gambar 1).

Inverter digunakan dalam sistem energi surya untuk menyediakan listrik AC, sedangkan trafo meningkatkan tegangan untuk menengah / tinggi untuk menghubungkan ke jalur transmisi listrik. Pemutus sirkuit juga dipasang untuk melindungi sistem ketika ada kesalahan dalam jalur transmisi.

Dalam rangka untuk menghasilkan listrik AC yang dibutuhkan, perangkat kekuasaan semikonduktor diaktifkan on / off pada frekuensi yang tepat untuk memastikan daya bersih dan dapat diandalkan AC. Balik on / off sinyal biasanya dikontrol oleh pengontrol DSP tertanam melalui link serat optik, yang memungkinkan kemampuan tinggi isolasi galvanik.

Contoh perangkat semikonduktor daya yang tersedia di pasar:• Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)• Gerbang Turn Off thyristor (GTO)• Terpadu Gerbang Komutasi Thyristor (IGCT)• Simetris Gerbang Komutasi Thyristor (SGCT)• Emitter Turn Off thyristor (ETO)

Komponen serat optik biasanya digunakan untuk mengontrol tegangan tinggi dan perangkat switching saat ini, dengan kontrol yang handal dan sinyal umpan balik (Gambar 2, Tabel 1).

Serbaguna Link Avago keluarga produk (HFBR-0500Z series) telah menjadi komponen standar paling populer untuk papan kontrol daya semikonduktor. Pemancar sederhana dan sirkuit penerima membuat komponen dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem dengan tingkat logika TTL. Gambar 3 menunjukkan sirkuit antarmuka umum untuk operasi data rate 5MBd

Ada dua cara utama untuk memaksimalkan konversi daya listrik dari energi surya, salah satunya adalah dengan menggunakan panel surya yang paling efisien. Yang lain adalah untuk melacak gerakan matahari sepanjang hari. Telah menunjukkan bahwa panel surya dengan sistem pelacakan memiliki output lebih tinggi listrik dibandingkan dengan sistem tetap [1, 2].
Seperti peternakan surya menjadi lebih besar, untuk menghasilkan tenaga lebih untuk utilitas, mereka dilengkapi dengan fitur-fitur cerdas untuk memantau kinerja dari masing-masing panel surya. Sebagai contoh, output listrik panel 'dan suhu, untuk memaksimalkan output listrik, mengendalikan sudut dan arah panel surya menjadi sangat penting. Dalam peternakan surya komersial yang menghasilkan beberapa megawatt kekuasaan, panel surya yang dipasang di daerah besar, di mana diandalkan pengendalian dan pemantauan jaringan hanya mungkin dengan jaringan serat optik (Gambar 4, Tabel 2). 

Substation Automation

Gardu menghubungkan daya yang dihasilkan dari peternakan surya ke jaringan utilitas untuk transmisi listrik ke konsumen akhir. Gardu otomasi modern, yang didasarkan pada standar IEC 61.850, dirancang untuk meningkatkan keandalan sistem secara keseluruhan dan secara signifikan mengurangi jumlah kabel tembaga yang digunakan [3, 4] (Gambar 5).

Karena sebagian besar peralatan (misalnya switchgear, transformer, sirkuit pemutus, dll) di gardu beroperasi pada tegangan menengah / tinggi, maka perlu untuk memiliki isolasi galvanik untuk memberikan perlindungan untuk perangkat tegangan rendah terhubung. Peralatan ini juga menghasilkan elektromagnetik yang besar (EM) lapangan karena tegangan beralih tinggi dan saat ini. Untuk memastikan kontrol kehandalan, Standard membutuhkan jalur komunikasi yang kebal terhadap EM bidang. Dalam hal ini, serat optik adalah solusi terbaik untuk kebutuhan tersebut dalam kontrol gardu otomatisasi dan jalur komunikasi (Tabel 3).

Avago memiliki banyak bagian yang sesuai dengan IEC 61.850 pelaksanaan berdasarkan 10/100/1000MBPS ethernet protokol. Gambar 6 menunjukkan diagram sirkuit khas untuk transceiver serat optik Fast Ethernet. Input / output Avago AFBR-5978Z ini sinyal data (berdasarkan LVPECL) mudah terhubung ke PHY umum Ethernet IC tersedia di pasar saat ini.