Arazi Tipi GES Saha Elektrik İşleri: DC Kablolamadan OG Bağlantıya İş Kapsamı ve Kontrol Noktaları

Arazi tipi GES'te elektrik işleri; DC kablolama ve string bağlantıları, toplama kutuları, inverter montajı, inverter-trafo istasyonları, OG toplama hattı, saha topraklaması ve yıldırımdan korunma, izleme (SCADA) altyapısı ile test ve devreye alma iş paketlerinden oluşur. Bu paketler mekanik montajla iç içe ilerlediği için elektrik iş programı, inşaat ve konstrüksiyon takvimiyle birlikte hazırlanmalıdır.

Tipik bir arazi GES projesinde panel ve konstrüksiyon montajı, inşaat işleri (yol, çit, kablo hendekleri, istasyon temelleri) ve elektrik işleri çoğu zaman ana yüklenicinin (EPC) koordinasyonunda farklı ekiplerce yürütülür. Elektrik yüklenicisinin kapsamı genellikle panel konnektörlerinden başlar ve santralin bağlantı noktasındaki OG hücreye kadar uzanır. Hendeklerin kim tarafından açılıp kapatılacağı, istasyon temellerinin kimde olduğu, ekipman tedarikinin hangi tarafta kaldığı ve devreye almada inverter üreticisinin rolü sözleşmede açıkça yazılmalıdır.

Saha işlerinin başlangıç girdileri; onaylı tek hat şeması, string planı, kablo güzergâh ve kesit hesapları, topraklama projesi ve ekipman üreticilerinin montaj talimatlarıdır. Bu dokümanlar mobilizasyondan önce kontrol edildiğinde, montaj sırasında ortaya çıkan revizyonlar ve malzeme eksikleri büyük ölçüde azalır. Projelendirme aşamasından itibaren saha deneyimi olan bir ekiple çalışmak, tasarım ile uygulama arasındaki kopukluğu da önler.

DC tarafta en sık yapılan hatalar; farklı üreticilerin konnektörlerinin birbirine takılması, sahada hatalı konnektör sıkma, ters polarite, konstrüksiyon üzerinde gergin ya da sarkan kablolar, toplama kutularında gevşek klemensler ve sızdırmazlığı sağlanmamış kablo girişleridir. Bu kusurlar ilk gün değil, aylar süren ısıl döngülerden sonra ark ve yangın riskine dönüşür.

DC kablolamada güneş enerjisi sistemleri için üretilmiş, UV ışınlarına ve hava koşullarına dayanıklı solar kablolar kullanılır. Günümüzde arazi GES'lerde 1500 V DC sistem gerilimi yaygındır ve tüm DC ekipmanın bu gerilime uygun seçilmesi gerekir. Konnektörler aynı üreticinin aynı serisinden olmalı ve üreticinin öngördüğü pense ile sıkılmalıdır.

Her string'in artı ve eksi kabloları mümkün olduğunca birlikte götürülerek, yıldırım kaynaklı indüklenen aşırı gerilimleri artıran döngü alanı küçük tutulmalıdır. Kablolar konstrüksiyonun keskin kenarlarına temas etmemeli, UV dayanımlı bağlarla sabitlenmeli ve zemine ya da bakım araçlarına değecek şekilde sarkmamalıdır.

Toplama kutularında (combiner box) string sigortalarının değerleri, DC yük ayırıcısı ve DC parafudr seçimi projeye uygun olmalı; klemensler üreticinin verdiği tork değeriyle sıkılıp işaretlenmelidir. Doğru çapta seçilen kablo rakorları kutuya su ve toz girişini önler.

Her string sahada etiketlenmeli, string numaraları ile toplama kutusu girişleri as-built dokümanlarda birebir eşleşmelidir; aksi halde işletme döneminde basit bir arızayı bulmak saatler sürer.

DC tarafta saha kontrol noktaları:

1. Konnektör uyumu ve sıkma kalitesi

2. String polaritesi ve açık devre gerilimi

3. Kablo sabitleme ve bükülme yarıçapı

4. Toplama kutularında tork işaretleri

5. Kablo rakorlarının sızdırmazlığı

6. String ve toplama kutusu etiketleri

İnverter mimarisi, saha elektrik işlerinin ağırlık merkezini değiştirir. Merkezi inverterli sahada iş yükü DC tarafta toplanır: toplama kutuları, uzun DC ana kablolar ve büyük inverter istasyonları öne çıkar. String inverterli sahada ise inverterler sahaya dağılır; DC kablolama kısalırken AG AC kablolama ve AC dağıtım panoları artar.

Merkezi yapıda string'ler toplama kutularında birleştirilir ve büyük kesitli DC kablolarla inverter istasyonuna taşınır. Sayıca az ama ağır ekipman bulunduğu için skid temelleri, vinçle yerleştirme ve istasyon içi bağlantıların kalitesi kritik hale gelir. Tek bir inverter arızası santralin büyük bir bölümünü devre dışı bırakabildiğinden yedek parça ve servis düzeni de baştan konuşulmalıdır.

String yapıda inverterler genellikle konstrüksiyona ya da ayrı taşıyıcılara monte edilir; AC çıkışları AG dağıtım panolarında toplanarak trafoya ulaştırılır. Bu yapıda AC kablo kesitleri, gerilim düşümü, panolardaki koruma seçiciliği ve inverterlerle izleme sistemi arasındaki haberleşme hattı önem kazanır. Arızalı bir inverter santralin yalnızca küçük bir bölümünü etkiler ve değişimi daha kolaydır.

Hangi mimarinin seçileceği saha yerleşimi, şebeke bağlantı gücü, bakım stratejisi ve tedarik koşullarına göre tasarım aşamasında belirlenir; elektrik yüklenicisinin iş programı ve ekip yapısı da bu karara göre kurulur.

İnverter-trafo istasyonu; inverterlerin AG çıkışını OG seviyesine yükselten trafo, OG hücreler ve yardımcı servis ekipmanından oluşur ve hazır skid ya da beton trafo köşkü olarak kurulur. OG toplama hattı bu istasyonları yeraltı kablolarıyla birbirine ve santralin bağlantı noktasındaki OG dağıtım ya da ölçü merkezine bağlar.

Kurulumda önce temel kotları, kablo giriş boşlukları ve topraklama filizleri kontrol edilir; ekipman vinçle yerine oturtulduktan sonra trafo, OG hücre ve AG bağlantıları yapılır. Trafo bağlantılarında bara ve kablo pabuçlarının tork kontrolü, OG hücrelerde kilitleme mekanizmaları ve koruma rölesi ayarları, yardımcı servis trafosu ile istasyon içi aydınlatma, havalandırma ve yangın algılama sistemleri tek tek doğrulanır. Kuru tip ya da yağlı tip trafo tercihi de istasyon yerleşimini ve yağ toplama gibi inşaat detaylarını etkiler.

Türkiye'de arazi GES'lerin OG toplama hattı çoğunlukla dağıtım şebekesiyle uyumlu 34,5 kV seviyesinde kurulur. İstasyonlar radyal ya da halka yapıda bağlanabilir; kablo kesiti, gerilim düşümü, kayıplar ve kısa devre dayanımı tasarımın ana parametreleridir.

Kablolar hazırlanmış hendek tabanında yatak malzemesi üzerine serilir, üzerine koruma elemanı ve ikaz bandı konur; makaralar uygun ekipmanla taşınır, çekme kuvveti ve bükülme yarıçapı üretici sınırlarında tutulur. OG kablo başlıkları ve ekleri, OG kablo arızalarının sık görülen kaynakları arasında olduğu için üretici talimatına birebir uyan eğitimli ekiplerle yapılmalıdır. Arazi GES'in OG toplama hattı rüzgâr santrallerindeki türbinler arası OG toplama hattına benzer; fark, GES'te DC kablolama ve string bağlantılarının çok daha yoğun olmasıdır.

GES sahasında topraklama; konstrüksiyonlar, panel çerçeveleri, inverterler ve istasyonlar dahil metal aksamın eş potansiyel bir ağa bağlanmasıyla yapılır; çevre çiti ise tasarıma göre ana ağa bağlanır ya da ayrı topraklanır. Yıldırımdan korunma risk analizine göre tasarlanır ve DC ile AC taraftaki parafudrlarla tamamlanır. İzleme altyapısı; fiber optik omurga, veri toplayıcılar ve meteoroloji istasyonundan oluşur.

Saha topraklama ağı genellikle kablo hendekleri boyunca serilen topraklama iletkenleri ile istasyonların çevresindeki topraklama ızgaralarından oluşur; konstrüksiyon sıraları bu ağa düzenli aralıklarla bağlanır. Tasarım, OG arızalarında dokunma ve adım gerilimlerinin güvenli sınırlarda kalmasını hedefler ve Türkiye'de Elektrik Tesislerinde Topraklamalar Yönetmeliği ana referanstır. Çevre çitinin ana ağa bağlanıp bağlanmayacağı da aynı hesaplarla, dokunma geriliminin saha dışına taşınma riski değerlendirilerek belirlenir.

Farklı metallerin temasından doğan korozyona dikkat edilmeli, toprak altındaki ekler kaynaklı ya da uygun pres bağlantılarla yapılmalı ve kapatılmadan önce fotoğrafla kayda alınmalıdır.

Yıldırımdan korunma tasarımında IEC 62305 serisi yaygın referanstır. Yakalama uçlarının yeri panelleri gölgelemeyecek şekilde seçilir; inverter, toplama kutusu ve istasyon girişlerine uygun sınıfta parafudrlar konur.

İzleme tarafında istasyonlar arasında genellikle OG kablolarıyla aynı hendekte ilerleyen bir fiber optik ağ kurulur; inverterler, sayaçlar, koruma röleleri ve ışınım sensörleri bu ağ üzerinden SCADA'ya bağlanır. Şebeke işletmecisinin talep ettiği aktif ve reaktif güç kontrolü de bu altyapı üzerinden sağlandığı için haberleşme testleri devreye almanın ayrılmaz bir parçasıdır.

Arazi GES'te enerjilendirme öncesinde DC tarafta polarite, açık devre gerilimi, kısa devre akımı ve yalıtım direnci; AC ve OG tarafta kablo, trafo ve koruma testleri; sahada da topraklama ölçümleri yapılır. Geçici kabule bu test raporları, as-built projeler ve kapatılmış bir eksik-kusur listesiyle gidilmelidir.

DC test ve muayenelerde IEC 62446-1 standardı yaygın referanstır: koruma iletkenlerinin sürekliliği, string polaritesi, açık devre gerilimi, kısa devre akımı ve yalıtım direnci her string için kayda geçirilir. Gerekli görüldüğünde I-V eğrisi ölçümü ve termal kamera taramasıyla panel ve bağlantı kusurları tespit edilir.

OG tarafta kablolara VLF, tan delta ve kılıf testleri uygulanır, trafolarda çevirme oranı ve yalıtım ölçümleri yapılır, koruma rölesi ayarları sekonder enjeksiyonla doğrulanır.

Enerjilendirme, dağıtım şirketi ya da iletim bağlantılı santrallerde TEİAŞ ile koordineli ve kademeli yapılır: önce bağlantı noktası ve OG toplama hattı, ardından istasyonlar ve inverterler devreye alınır.

Geçici kabul öncesinde topraklama ölçüm raporları, test protokolleri, as-built tek hat şeması ve kablo güzergâh planları, ekipman sertifikaları ve eksiklerin kapatıldığını gösteren kayıtlar hazır olmalıdır. EPC sözleşmelerinde ayrıca performans testi şartı bulunabilir; bu durumda izleme verilerinin doğruluğu da kabulün parçası haline gelir.

Miratek Elektrik, GES Kurulumu ve Devreye Alınması hizmeti kapsamında DC kablolamadan OG bağlantıya kadar arazi GES saha elektrik işlerini Türkiye genelinde üstleniyor; bu kapsamı GES Projelendirme, Yıldırımdan Korunma ve Topraklama ve Trafo Merkezleri hizmetleriyle birlikte tek ekipten yürütüyor.

Türkiye genelindeki sahalarda 50 MW kurulu GES deneyimimiz; 85 km OG/AG kablo hattı ve 120 MVA toplam trafo kapasitesiyle destekleniyor. Referanslarımız arasında IF Güneş Enerji ve Zirve Enerji gibi güneş enerjisi sektöründen firmalar da bulunuyor; aynı saha disiplinini rüzgâr santrallerinin OG toplama hattı işlerinde de uyguluyoruz.