Fotovoltaik Evirici Şartnameleri İçin Bilgi Notu

Fotovoltaik elektrik üretiminin yaygınlaşmaya başlamasıyla birlikte güneş potansiyeli yüksek olan ülkemizde fotovoltaik elektrik üretim sistemleri (GES’ler) önem kazanmaya başlamıştır. Son yıllarda ülkemizde yapılan GES kurulumlarının toplam gücü GW seviyelerinin üstüne çıkmıştır. Büyük ölçekli GES’lerin ve büyük ölçekli ticari çatıların dışında küçük ölçekli evsel çatı uygulamaları da pazarda kendine yer bulmaya başlamıştır.

Şebeke bağlantılı fotovoltaik uygulamalarda kullanılan en önemli cihazlardan birisi (inverterler) eviricilerdir. Fakat maalesef ülkemizde eviriciler ile ilgili yazılan şartnamelerin önemli bir kısmında birçok yanlış göze çarpmaktadır. Bu bilgi notunda öncelikle şebeke bağlantılı fotovoltaik eviriciler (grid-tied photovoltaic inverter) ile ilgili olarak ülkemiz için gerekli olan standartlar tablolar şeklinde sunulacak ardından (muhtemelen çeşitli üreticilerin broşürlerini kopyalayıp yapıştırmaktan kaynaklandığına inandığımız) şartnamelerde yer alan sıklıkla yapılan hatalara değinilecektir.

1-Standartlar

Genel olarak şebeke bağlantılı fotovoltaik eviriciler ile ilgili standartlar emniyet, elektromanyetik uyumluluk ve şebeke bağlantısı arayüzü karakteristikleri şeklinde üç ana başlık altında toplanabilir. Tablo 1., Tablo 2, Tablo 3. ‘te bu üç ana başlık altındaki standartlar ve kısa açıklamaları verilmiştir.

 

Tablo 1. Şebekeye AG’den bağlanan 16A’den küçük akımlı Eviriciler için Standartlar

EMNİYET IEC 62109-1 Emniyet (Genel Gereksinimler)
  IEC 62109-2 Emniyet (Kaçak Akım Korumaları)
EMC EN 61000-6-1

 

EN 61000-6-2

EM Bağışıklık (evsel)

 

EM Bağışıklık (endüstriyel)

 EN 61000-6-3

EN 61000-6-4

EM Yayınım (evsel)

EM Yayınım (endüstriyel)

 EN 61000-3-2 Harmonikler (<16A)
 EN 61000-3-3 Kırpışma (<16A)
ŞEBEKE BAĞLANTISI IEC 62116 Adalanma Koruması Şartları
 IEC 61727 Şebeke Arayüzü Karakteristikleri
 EN 50438 Faz akımı 16 A’den küçük olan mikro jeneratörlerin alçak gerilim dağıtım şebekeleri ile paralel bağlanması için kurallar

Tablo 2. Şebekeye AG’den bağlanan 16A’den büyük akımlı Eviriciler için Standartlar

EMNİYET IEC 62109-1 Emniyet (Genel Gereksinimler)
 IEC 62109-2 Emniyet (Kaçak Akım Korumaları)
EMC EN 61000-6-1

 

EN 61000-6-2

EM Bağışıklık (evsel)

 

EM Bağışıklık (endüstriyel)

 EN 61000-6-3

EN 61000-6-4

EM Yayınım (evsel)

EM Yayınım (endüstriyel)

 EN 61000-3-12 Harmonikler (>16A)
 EN 61000-3-11 Kırpışma (>16A)
ŞEBEKE BAĞLANTISI IEC 62116 Adalanma Koruması Şartları
 IEC 61727 Şebeke Arayüzü Karakteristikleri
 TSE K 191 Faz akımı 16 A’den büyük olan jeneratörler için bağlantı kuralları

(Dağıtım sistemine AG seviyesinden bağlanan)

Tablo 3. Şebekeye OG’den bağlanan 16A’den büyük akımlı Eviriciler için Standartlar

EMNİYET IEC 62109-1 Emniyet (Genel Gereksinimler)
 IEC 62109-2 Emniyet (Kaçak Akım Korumaları)
EMC EN 61000-6-1

 

EN 61000-6-2

EM Bağışıklık (evsel)

 

EM Bağışıklık (endüstriyel)

 EN 61000-6-3

EN 61000-6-4

EM Yayınım (evsel)

EM Yayınım (endüstriyel)

 EN 61000-3-12 Harmonikler (>16A)
 EN 61000-3-11 Kırpışma (>16A)
ŞEBEKE BAĞLANTISI IEC 62116 Adalanma Koruması Şartları
 IEC 61727 Şebeke Arayüzü Karakteristikleri
 TSE K 192 Faz akımı 16 A’den büyük olan jeneratörler için bağlantı kuralları

(Dağıtım sistemine OG seviyesinden bağlanan)

Ülkemizin standartlar kurumu olan TSE eviriciler için Gümrük Birliği anlaşması çerçevesinde CENELEC’in (Avrupa Birliğinin) geçerli LVD (Alçak Gerilim için Emniyet) ve EMC (Elektro Manyetik Uyumluluk) direktiflerine uyumlu olarak hareket etmekle mükelleftir.   CENELEC (yani Avrupa Birliği) Standartları ise IEC (yani Uluslararası Elektroteknik Komisyonu) standartları ile uyumlu olarak ilerlemektedir, TSE henüz AB üyesi olmadığımız için CENELEC standartlarına dolaylı yoldan IEC üzerinden müdahale edebilmektedir. Yani IEC-CENELEC ve TSE birbirine uyumlu olarak ilerlemektedir. Örneğin 16A’den küçük akımlar için Harmonik akım sınırlarını belirleyen IEC-61000-3-2   standardını ele alalım:

  • IEC-61000-3-2                : Uluslararası Standart
  • EN 61000-3-2                  : IEC-61000-3-2 uyumlu CENELEC Standardı (Dil: İngilizce ve Fransızca)
  • TSE EN 61000-3-2         : IEC-61000-3-2 uyumlu TSE Standardı (Dil: Türkçe)
  • DIN EN 61000-3-2          : IEC-61000-3-2 uyumlu Alman Standardı (Dil: Almanca)
  • IEEE-519                             : IEC-61000-3-2 ile uyumlu OLMAYAN Amerikan standardı

Yukarıdaki en üstteki dört standart birbirine uyumludur, Türk şartnamelerinde Türkçe olan TSE EN 61000-3-2 standardına atıfta bulunmak daha uygun olur, eğer standardın TSE karşılığı yoksa Gümrük birliği anlaşması gereği Türkiye CENELEC standartlarına uymakla mükellef olduğu için EN 61000-3-2’ye atıfta bulunmak da mümkündür, keza IEC komisyonlarında TSE yer aldığı için CENELEC ile uyumlu IEC standardı olan IEC-61000-3-2 standardına da atıfta bulunulabilir. Ancak Türkçe karşılığı olmasına rağmen Almanca olan   DIN EN 61000-3-2 standardına atıfta bulunmak uygun olmaz, IEEE-519 gibi TSE ve CENELEC ile uyumlu olmayan Amerikan ya da diğer ülke standartları ise geçerli değildir, dolayısı ile şartnamelerde Amerikan standartlarına atıfta bulunulması uygun değildir.

Buna ek olarak özellikle (koruma rölesi ayarlarını da içeren) şebeke bağlantı arayüzü karakteristiklerini tanımlama konusunda her ülke kendi ulusal yönergesini oluşturabilmektedir, başka ülkelerin yönergelerinin ülkemizde geçerliliği yoktur, ülkemizde IEC 61727 standardına ek olarak TEDAŞ’ın öngördüğü röle koruma ayarları yani TSE K 191 ve TSE K 192 geçerlidir.

Tablo 4. Şebeke Bağlantı Arayüzü Karakteristiklerine Yönelik Ulusal Yönerge Örnekleri:

ÜLKE YÖNERGE YORUM
İspanya RD1663 Sadece İspanya’ya özgüdür, Yerli Şartnamelerde olmamalıdır.
Avustralya AS4777-1 ve AS4777-2 Sadece Avustralya’ya özgüdür, Yerli Şartnamelerde olmamalıdır.
İngiltere G59 ve G83 Sadece İngiltere’ye özgüdür, Yerli Şartnamelerde olmamalıdır.
Türkiye TSE K 191 ve TSE K 192 Türkiye’ye özgüdür, Yerli Şartnamelerde OLMALIDIR.

 

Tablo 5. Şebeke Bağlantı Arayüzü Karakteristiklerine Yönelik Ulusal ve Uluslararası Standart Örnekleri:

ÜLKE STANDART YORUM
Almanya VDE126-1-1

VDE-AR-N 4105

Almanya’ya özgüdür, Yerli Şartnamelerde olmamalıdır.
Amerika IEEE 1547 Amerika’ya özgüdür, Yerli Şartnamelerde olmamalıdır.
Uluslararası IEC 61727 Uluslararası Standart
A.B. EN 61727 IEC 61727 uyumlu CENELEC Standardı (Dil: İngilizce ve Fransızca)
Türkiye EN 61727 ve IEC 61727 YERLİ Şartnamelerde ikisinden birisi olmalıdır.

Yukarıda anılan başka ülkelere ilişkin ulusal yönergelerin ve Standartların Türkiye Cumhuriyeti sınırları içerisinde hiçbir geçerliliği yoktur, dolayısı ile bu standart ve yönergeler şartnamelere yazılırken TEDAŞ Şebeke Röle Ayarları TSE K 191 ve TSE K 192’nin şartnamelere yazılmaması yakışık almamaktadır.

Başka ülkelerin ulusal standartlarının/yönergelerinin ülkemizde kurulacak olan GES’lere ilişkin şartnamelerin evirici başlığı altında yer alan ve sıkça rastlanan bazı hatalı şartname maddesi örnekleri aşağıda gösterilmiştir:

Şekil 1. Şartnamelerde yer almaması gereken VDE0126-1-1, DIN IEC 721-3-4

Şekil 2. Şartnamelerde yer almaması gereken VDE0126-1-1, AS4777

Şekil 3. Şartnamelerde yer almaması gereken VDE0126-1-1, RD1663, G59, G83, AS4777

Şekil 4. Şartnamelerde yeralmaması gereken IEC 62103, EN 50178

IEC 62103 standardı tedavülden kaldırılmıştır. EN 50178 standardı ise tüm güç elektroniği cihazlarına yönelik emniyet şartlarını içeren eski bir standarttır. EN 50178 standardı fotovoltaik eviricilere (inverterlere) yönelik emniyet şartlarını tanımlamakta yetersiz kalmaktadır. Bu standartların yerine  IEC62109-1 ve IEC62109-2 emniyet standartları fotovoltaik eviricilerin emniyet isterlerini tanımlamak için daha uygundur. Dolayısı ile şartnamelerde IEC 62103 ya da EN 50178 yerine IEC 62109-1 ve IEC 62109-2 standartlarına uyumlu olma şartı aranmalıdır. Sadece IEC 62109’a atıfta bulunmak yeterli değildir, bölüm numaraları da verilmeli ve IEC 62109-1 ile IEC 62109-2’ye ayrı ayrı atıfta bulunulmalıdır.

2. Koruma Sınıfı ve Çalışma Sıcaklığı

Dış ortamda kullanılan eviriciler için gereken koruma sınıfı IP65’tir. Ancak özellikle saha uygulamaları şartnamelerinde IP65 koruma maddesi neredeyse tüm merkezi eviricileri dışlamaktadır. Bu nedenle IP65 koruma sınıfını zorunlu tutmak yerine, uygun şekilde iklimlendirilmiş olan beton köşk ya da konteyner içerisinde olmak şartıyla IP20’ye kadar olan diğer koruma sınıflarında inverterlerin de sunulabilmesi mümkün kılınmalıdır.

Aynı şekilde çalışma sıcaklığı aralığı -25ºC – 60ºC olarak verilen eviriciler de merkezi eviricileri dışlar niteliktedir. Bu madde ile merkezi eviricileri dışlamak yerine bu koşulu sağlamayan eviricilerin dış ortam sıcaklığı -25ºC – 60ºC arasında olduğu sürece içerisindeki eviriciler için uygun ilkimi sağlayabilen bir beton köşk ya da konteyner içerisinde sunulabilmesi mümkün kılınmalıdır.

 3. Akredite Kuruluşlar ve Sertifikasyon

Eviricilerin sertifikasyon işlemleri için ulusal ve uluslararası akredite kuruluşlardan yararlanılmaktadır. Bu bağlamda eviriciler için uluslararası akredite laboratuvarlar ya da Türkiye’de bulunan ulusal enstitü veya laboratuvarlardan (TSE, ESIM Vakfı Laboratuvarı, TUV Rheinland vb.) alınmış, yukarıda Tablo 1, Tablo 2, Tablo 3’te belirtilen inverter akım harmonikleri, kırpışma, endüstriyel uygulamalar için elektromanyetik yayınım ve bağışıklık, emniyet, istemsiz adalanma koruması ve şebeke bağlantısı koruması standartlarına uygunluk belgeleri istenmelidir.