Aurinkovoimalaitos voimajohtojen alapuolella

Abstract

Sähköenergian kulutuksen kasvaessa sähköntuotantolaitoksia tarvitaan täyttämään kulutuksen lisääntymisen tarpeet. Aurinkovoimalaitoksen paneelikentät vaativat laajoja puuttomia alueita kerätäkseen auringosta tulevan energian talteen. Voimajohdon alueella on rajoitettu korkean puuston kasvattamista ja mahdollisesti tätä puutonta aluetta voitaisiin hyödyntää aurinkovoimalaitokselle. Tässä työssä tarkasteltiin mahdollisuutta hyödyntää voimajohtojen alla sijaitsevaa aluetta aurinkovoimalaitos käytössä.

Sähkölaitteisto muodostaa käynnissä ollessaan sähkömagneettikentän ympärilleen, joka aiheuttaa aurinkokennon p-n-liitoksessa elektrodin suunnassa muutosta ja vaikuttaa aurinkokennon energiamäärään. Sähkömagneettikenttä aiheuttaa myös läheisiin sähköä johtaviin rakenteisiin kapasitiivisen ja induktiivisen kytkennän, joiden suuruus riippuu jännitteestä, virrasta sekä rakenteiden geometrisistä etäisyyksistä. Voimajohdon maasulun aikana pylväspotentiaali kasvaa ja leviää ympäristössä oleviin rakenteisiin sekä aiheuttaa riskejä henkilöturvallisuuteen tai aurinkovoimalaitoksen pienjännitelaitteistolle. Aurinkosähkölaitteistossa on otettava huomioon lähellä olevat kappaleet, jotka varjostavat paneeleita.

Työn tulokset osoittavat, että voimajohdolla muodostuvan magneettikentän sekä rakenteiden aiheuttamat varjostukset vaikuttavat aurinkovoimalaitoksen tehokkuuteen alentavasti. Tuloksien perusteella on annettu ehdotuksia sähkömagneettikenttien vaikutusten lieventämiseen sekä aurinkovoimalaitoksen sijoittamiseen voimajohdon läheisyyteen.

As electricity consumption increases, more power plants are needed to meet the growing demand. The panel fields of a solar power plant require large, treeless areas to collect energy from the sun. In power line areas, tall vegetation is restricted, and this treeless area could be possible for building the solar power plant. This study examined the possibility of utilizing the area under power lines for solar power plant use.

Electrical equipment generates an electromagnetic field around it while in operation, which causes changes in the direction of the electrode at the p-n junction of a solar cell and affects the energy output of the cell. The electromagnetic field also induces capacitive and inductive coupling in nearby conductive structures, the magnitude of which depends on the voltage, current, and the geometrical distances between the structures. During an earthing fault in the power line, the potential of the pylons increases and spreads to nearby structures, posing risks to personal safety and the low-voltage equipment of the solar power plant. In solar power systems, nearby objects that cast shadows on the panels must also be considered.

The results of this study show that the magnetic field generated by the power line and the shading caused by surrounding structures reduce the efficiency of the solar power plant. Based on these findings, suggestions have been made to mitigate the effects of electromagnetic fields and recommendations are provided for the placement of a solar power plant near the power line.