Przegląd fotowoltaiki
Pomiary fotowoltaiki
Aby prawidłowo wykonywać badania i pomiary instalacji fotowoltaicznej, należy przestrzegać obowiązujących norm, głównie PN-EN 62446-1, która definiuje wymagania dotyczące badań, dokumentacji i utrzymania systemów PV podłączonych do sieci. Norma ta wyróżnia testy kategorii 1 (podstawowe) oraz testy kategorii 2 (dodatkowe).
Podstawowe badania i pomiary (Kategoria 1):
- Sprawdzenie dokumentacji: Należy zweryfikować, czy posiadana dokumentacja projektowa jest kompletna i zgodna z wykonaną instalacją.
- Oględziny: Dokładna inspekcja wizualna wszystkich elementów instalacji, w tym modułów PV, okablowania, zabezpieczeń, inwertera i konstrukcji montażowej. Sprawdza się m.in.: Poprawność montażu i podłączenia komponentów.
- Stan izolacji przewodów.
- Zabezpieczenia przed przetężeniami i przepięciami.
- Oznaczenia i etykiety.
- Stan złączy i połączeń.
- Pomiary po stronie DC (prądu stałego):
- Ciągłość połączeń ochronnych i wyrównawczych: Sprawdzenie, czy wszystkie elementy metalowe są prawidłowo uziemione i połączone ze sobą. Pomiar wykonuje się prądem min. 200 mA.
- Rezystancja izolacji: Pomiar rezystancji izolacji między biegunami (+/-) łańcuchów PV a uziemieniem. Norma dopuszcza dwie metody pomiarowe: przy zwartych lub rozwartych panelach PV. Należy pamiętać, aby odłączyć inwerter i inne urządzenia elektroniczne na czas tego pomiaru, aby uniknąć ich uszkodzenia.
- Napięcie obwodu otwartego (Uoc): Pomiar napięcia na niezabezpieczonych biegunach łańcuchów PV. Należy użyć woltomierza o zakresie napięciowym DC co najmniej dwukrotnie większym niż maksymalne napięcie łańcucha.
- Prąd zwarcia (Isc): Pomiar prądu zwarcia poszczególnych łańcuchów PV. Pomiar wykonywany bezpośrednio miernikiem.
- Pomiary po stronie AC (prądu przemiennego):
- Ciągłość przewodów: Sprawdzenie ciągłości przewodów fazowych, neutralnego i ochronnego.
- Rezystancja izolacji: Pomiar rezystancji izolacji między poszczególnymi fazami, fazami a przewodem neutralnym oraz między obwodami AC a uziemieniem. Impedancja pętli zwarcia:
- Pomiar impedancji pętli zwarcia w celu oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej.
- Sprawdzenie polaryzacji: Upewnienie się o prawidłowej polaryzacji połączeń.
- Sprawdzenie inwertera:
- Sprawdzenie podłączenia i montażu zgodnie z instrukcją producenta.
- Testy funkcjonalne po podłączeniu do sieci, w tym pomiar mocy generowanej po stronie DC i oddawanej po stronie AC oraz sprawności przetwarzania.
- Charakterystyka prądowo-napięciowa (I-V Curve Tracing): Pozwala na ocenę wydajności modułów i wykrycie uszkodzeń (np. przepalonych ogniw). Wymaga odpowiednich warunków nasłonecznienia i pomiaru temperatury modułów.
- Termowizja: Badanie kamerą termowizyjną pozwala na identyfikację przegrzewających się elementów (tzw. hot-spotów) w modułach lub połączeniach elektrycznych.
- Pomiary uziemienia: Pomiar rezystancji uziemienia instalacji PV.
- Pomiary parametrów środowiskowych: Pomiar natężenia promieniowania słonecznego i temperatury otoczenia, które są istotne przy interpretacji wyników innych pomiarów.
Do wykonywania badań i pomiarów instalacji fotowoltaicznych niezbędne są specjalistyczne przyrządy, takie jak:
- Wielofunkcyjne mierniki instalacji PV: Łączą w sobie funkcje pomiaru rezystancji izolacji, ciągłości, napięcia Uoc, prądu Isc, impedancji pętli zwarcia i parametrów RCD. Często posiadają funkcje specyficzne dla PV, takie jak pomiar charakterystyki I-V.
- Mierniki rezystancji izolacji.
- Omomierze do pomiaru ciągłości.
- Woltomierze DC i AC.
- Amperomierze cęgowe DC i AC.
- Mierniki impedancji pętli zwarcia.
- Testery wyłączników RCD.
- Pyranometry (mierniki nasłonecznienia).
- Termometry do pomiaru temperatury modułów i otoczenia.
- Kamery termowizyjne.
- Testery charakterystyki I-V.
- Mierniki uziemienia.
- Pomiary instalacji fotowoltaicznych prawie zawsze odbywają się pod napięciem, dlatego należy zachować szczególną ostrożność i stosować odpowiednie środki ochrony osobistej.
- Nie wolno używać mierników rezystancji izolacji w obwodach zawierających urządzenia elektroniczne (inwertery, ograniczniki przepięć) bez odłączenia tych urządzeń.
- Interpretacja wyników pomiarów wymaga wiedzy i doświadczenia. Warto zlecić te czynności wykwalifikowanym specjalistom.
Badanie termowizyjne paneli fotowoltaicznych to technika diagnostyczna, która wykorzystuje kamerę termowizyjną do wykrywania i analizowania rozkładu temperatury na powierzchni paneli fotowoltaicznych. Pozwala to na identyfikację potencjalnych problemów i wad, które mogą wpływać na wydajność, bezpieczeństwo i żywotność instalacji fotowoltaicznej.
Dlaczego wykonuje się badanie termowizyjne paneli fotowoltaicznych?
- Wykrywanie usterek: Kamery termowizyjne mogą identyfikować gorące punkty (hot spoty) na panelach, które wskazują na:
- Uszkodzone lub wadliwe ogniwa
- Problemy z połączeniami elektrycznymi
- Zacienienie
- Zanieczyszczenia
- Poprawa wydajności: Wczesne wykrycie i usunięcie usterek pozwala na zoptymalizowanie pracy instalacji i zwiększenie produkcji energii.
- Zapobieganie awariom: Regularne badania termowizyjne pomagają w zapobieganiu poważnym awariom, takim jak pożary, które mogą być spowodowane przegrzewaniem się elementów instalacji.
- Bezpieczeństwo: Badania termowizyjne zwiększają bezpieczeństwo użytkowania instalacji fotowoltaicznej poprzez identyfikację potencjalnych zagrożeń.
- Zgodność z normami: Przeprowadzanie badań termowizyjnych jest często wymagane przez normy i przepisy dotyczące instalacji fotowoltaicznych.
- Przygotowanie: Wybór odpowiednich warunków pogodowych (duże nasłonecznienie, brak opadów, mały wiatr).
- Użycie skalibrowanej kamery termowizyjnej.
- Przygotowanie planu inspekcji.
- Inspekcja:
- Skanowanie paneli fotowoltaicznych za pomocą kamery termowizyjnej z różnych odległości i kątów.
- Rejestrowanie obrazów termowizyjnych (termogramów).
- Analiza:
- Analiza termogramów w celu identyfikacji anomalii temperaturowych.
- Określenie przyczyn i skutków wykrytych problemów.
- Sporządzenie raportu z wynikami badania i zaleceniami.
- Przykładowe wyniki badania termowizyjnego:
- Jednolity rozkład temperatury: Prawidłowy stan paneli.
- Gorące punkty: Wskazują na uszkodzenia ogniw, problemy z połączeniami lub zacienienie.
- Niedogrzane obszary: Mogą wskazywać na odłączone lub wadliwe ogniwa.
Prąd z fotowoltaiki
Prąd z fotowoltaiki to energia elektryczna wytwarzana z promieniowania słonecznego za pomocą paneli fotowoltaicznych. Proces ten opiera się na zjawisku fotowoltaicznym, w którym energia fotonów (cząstek światła) jest przekształcana bezpośrednio w energię elektryczną w materiałach półprzewodnikowych, najczęściej krzemie.
Oto kluczowe aspekty dotyczące prądu z fotowoltaiki:
- Prąd stały (DC): Panele fotowoltaiczne generują prąd stały. Jest to prąd o stałym kierunku przepływu elektronów. Większość domowych urządzeń elektrycznych i sieci energetyczna działają na prąd zmienny (AC).
- Inwerter (falownik): Aby móc wykorzystać prąd stały z paneli fotowoltaicznych w domu lub oddać go do sieci, niezbędne jest urządzenie zwane inwerterem lub falownikiem. Jego głównym zadaniem jest przekształcenie prądu stałego (DC) na prąd zmienny (AC) o odpowiednich parametrach (częstotliwość i napięcie).
- Autokonsumpcja: Część prądu wyprodukowanego przez instalację fotowoltaiczną może być zużywana na bieżąco przez urządzenia w domu. Jest to tak zwana autokonsumpcja.
- Nadwyżki energii: Jeśli instalacja fotowoltaiczna produkuje więcej energii, niż jest w danym momencie zużywane, nadwyżka ta może zostać oddana do sieci energetycznej (w systemie on-grid) lub zmagazynowana w akumulatorach (w systemie off-grid lub hybrydowym).
- Rozliczenie z siecią (Net-billing/System opustów): W Polsce istnieją systemy rozliczeń z zakładem energetycznym dla prosumentów (osób produkujących energię elektryczną z fotowoltaiki na własne potrzeby). Obecnie obowiązuje głównie net-billing, gdzie nadwyżki energii są sprzedawane do sieci, a energia pobrana z sieci jest kupowana. Wcześniejszy system opustów pozwalał na odbiór części oddanej energii bez dodatkowych opłat.
- Wydajność: Ilość wyprodukowanego prądu zależy od wielu czynników, takich jak moc instalacji fotowoltaicznej (wyrażana w kWp), nasłonecznienie, kąt nachylenia i orientacja paneli, temperatura oraz sprawność samych paneli i inwertera. W Polsce przyjmuje się, że z 1 kWp instalacji można uzyskać około 1000 kWh energii elektrycznej rocznie.
Wykonywanie badań instalacji fotowoltaicznej
tel. 501 756 358.