Kontrola a měření fotovoltaických (FV) systémů

Kontrolu a měření na fotovoltaických systémech (FV) je zapotřebí jednak při jejich instalaci, opravě ale také v případě pravidelné údržby.

Vzhledem ke stárnutí existujících instalací FV nároky na kontrolu a údržbu se v budoucnu zvýší, i když poklesne počet nových instalací FV systému.

Zejména FV systémy (panely atd.) vyrobené před více jak 10 lety pravděpodobně začnou způsobovat problémy v podobě poklesu výkonu, rostoucího počtu poruch vlastních panelů, invertorů i celé instalace. Tím se zvýší i nároky na kontrolu v rámci údržby pomocí měřicích přístrojů určených pro ověřování FV systémů.

Kontrola a ověření FV systému se dá rozdělit do několika kroků v rámci životnosti FV při kterých je třeba ověřit jednotlivé části systému.

Ověření funkcionality a revize bezpečnosti po instalaci.
Běžná kontrola – alespoň jednou měsíčně.
Inspekce – alespoň jednou za 4 roky.

Co je třeba kontrolovat:

Vizuální kontrola panelů, abnormální hluk, vibrace, zápach.
I-V charakteristiku panelů, teplotu panelů, vlhkost.
Izolační odpor panelů proti zemi, odpor uzemnění, výstupní napětí panelů i měniče a napětí fáze-zem.

Dále se budeme věnovat schopnostem přístroje speciálně vyvinutého pro využití při kontrolách a údržbě elektrické části FV, a to KEW 6024 z produkce společnosti Kyoritsu.

Měření izolačního odporu FV panelů nebo stringů

Měření izolačního odporu na FV systémech není snadné vzhledem k tomu, že FV panely stále generují energii, a tedy na jejich výstupních svorkách je stále napětí.

Proto se v praxi pro toto měření používá několik metod, z nichž každá má nějaké nevýhody.

1/ Měření izolačního stavu v noci, kdy panely negenerují napětí

Nevýhody: nízká efektivita práce a vysoké nebezpečí úrazu.

2/ Měření izolačního odporu za dne

a/ Metoda při zkratovaných výstupních svorkách panelu:

Je třeba odpojit výstup panelu a provést zkratování výstupních svorek, kdy je velké riziko vytvoření oblouku a úrazu elektrickým proudem.

b/ Metoda bez zkratování výstupu panelu:

Výsledek měření neodpovídá skutečnému izolačnímu odporu vzhledem ke kapacitnímu napětí proti zemi a výsledkem jsou chybné závěry inspekce.

Princip měření izolačního stavu v přístroji Kyoritsu KEW6024PV

Při tomto zapojení se odečítají vlivy napětí a proudů generovaných samotným FV.
Proud I2, který nabíjí vlastní kapacitu „C“ FV se sníží k nule po jejím nabití.

U
Izolační odpor Rx = ------------------
I1 + I2

Jak je patrno, při měření izolačního stavu FV je třena měřicí napětí připojit tak, že záporný pól přiváděného napětí je připojen ke kladné svorce panelu a kladný pól měřicího napětí k zemi.

Před zahájením měření je také třeba ověřit hodnotu napětí, která může být aplikována na testovaný panel. Dále je pak důležité před každým měřením izolačního odporu mezi svorkami N a uzemněním FV panelu nejprve ověřit izolační stav svorky P panelu FV proti zemi. Pokud je naměřená hodnota odporu nízká, není dobré pokračovat v měření jinak by mohlo dojít k poškození solárních článků nebo modulů.

Kromě toho, získání stabilního výsledku měření může trvat déle vzhledem k velkým statickým kapacitám vůči zemi, které se mohou měnit s počasím.

Za tímto účelem, je KEW6024PV vybaven časovačem, který měří čas od spuštění měření na obrázku vyznačen červeně.

Pro zajištění bezpečnosti, je přístroj vybaven vybíjecími obvody a signalizací napětí na měřeném místě – na obrázku vyznačen červeně.

Pro měření izolačního stavu FV je možné nastavit měřicí napětí 500 V nebo 1 000 V. Přístroj je vybaven samozřejmě i možností měřit izolační stav „standardních zařízení, zde jsou k dispozici tři napětí 250, 500 a 1 000 V. Přepínání mezi oběma způsoby měření je tlačítkem PV.

Kromě měření izolace, je přístroj vybaven možností měření uzemnění se dvěma pomocnými sondami konstantním proudem – metoda 62 % (3 póly). Při tomto měření je indikováno i zemní napětí. Lze použít i metodu měření smyčky (2 póly).

Posledním měřením, je měření napětí. Přístroje měří AC napětí do 600 V a DC napětí do 1 000 V.
KEW 6024PV je též vybaven hodinami reálného času a pamětí na ukládání výsledků, organizovanou metodou číslo FV, číslo stringu, číslo panelu. Výsledky lze vyvolat na displej přístroje nebo přenést do PC k dalšímu zpracování v dodávaném programu KEW Report, přes izolovaný USB port.

Přístroj KEW 6024PV je lehký (méně než 1 kg) a konstruován v krytí IP 53. Dodán je v měkké brašně s veškerým příslušenstvím, včetně 3 cívek s kabely pro měření uzemnění a dvou zemních bodců. Vzhledem k jeho unikátní funkcionalitě pro měření izolace na FV se může stát důležitou částí vybavení pro údržbu fotovoltaických elektráren.