Bardzo gwałtowny i dynamiczny rozwój instalacji fotowoltaicznych, jaki ma miejsce na świecie w ostatnich latach, jest imponujący. Wynika on w dużej mierze z odchodzenia od tradycyjnych, nieodnawialnych źródeł energii. Większa świadomość społeczna oraz branie odpowiedzialności rządów poszczególnych państw za otaczający nas klimat wymusza przesunięcie sektora energetycznego w stronę zielonej energii. Ponadto technologia ta stale się rozwija, co powoduje obniżenie kosztów. Jeśli dodamy do tego nieustanny wzrost cen energii na rynku, to zauważymy, że rachunek ekonomiczny jest coraz bardziej korzystny dla sektora fotowoltaicznego. W kontekście dalszego rozwoju systemów PV jest to zjawisko kluczowe.
Niestety, często rentowność inwestycji próbuje się poprawić poprzez obniżenie jakości, a co za tym idzie – spadek poziomu bezpieczeństwa samej instalacji fotowoltaicznej (a więc i wzrost zagrożenia wobec osób eksploatujących i serwisujących dany obiekt). Z tego względu bardzo istotne jest, aby po montażu instalacja spełniała wszelkie wymogi bezpieczeństwa, a jej wykonanie było zgodne z obowiązującymi przepisami. Upewnić nas o tym może tylko przeprowadzenie odpowiednich badań i sprawdzeń odbiorczych oraz okresowych.
Pomiary zgodnie z normami
Podstawą prawną jest tutaj przede wszystkim wieloarkuszowa norma PN-EN 62446, definiująca sposób i zakres kontroli bezpieczeństwa instalacji fotowoltaicznych. Stosowanie się do zawartych w niej wytycznych w znacznym stopniu ogranicza ryzyko wystąpienia porażenia lub pożaru. Pomiary pozwalają na określenie nie tylko bezpieczeństwa, lecz także efektywności danej instalacji i jej elementów.
Norma dzieli badania na testy kategorii 1 i 2 oraz testy dodatkowe. Aby jednak móc w ogóle przystąpić do sprawdzenia, trzeba dysponować odpowiednimi przyrządami pomiarowymi.
Oczywiście, gwałtowny rozwój sektora OZE nie uszedł uwadze jednemu z największych polskich producentów wysokiej jakości sprzętu pomiarowego, czyli firmie Sonel.
Nowy miernik do instalacji fotowoltaicznych
W ostatnim czasie wdrożyła ona na rynek nowy miernik, mający zastosowanie m.in. w obszarze, gdzie głównym celem jest pozyskiwanie energii ze Słońca.
MPI-540-PV to wielofunkcyjny miernik parametrów instalacji elektrycznych i fotowoltaicznych. Przyrząd zaprojektowano tak, aby spełniał wymagania norm PN-EN 61557 oraz PN-EN 61010, gwarantując tym samym odpowiednią dokładność i bezpieczeństwo podczas wykonywania pracy. Miernik daje potężne możliwości w badaniach ochrony przeciwporażeniowej oraz przy analizie jakości energii, a także z powodzeniem użyjemy go do testów kategorii 1 zdefiniowanych przez normę PN-EN 62446, na które składają się:
- ciągłość połączeń ochronnych, rezystancja uziemienia,
- rezystancja izolacji po stronie DC,
- napięcie otwartego obwodu UOC,
- prąd zwarcia ISC,
- prądy pracy i moce po stronie DC i AC falownika,
- sprawność falownika.
Norma nakazuje, aby przed przystpieniem do pomiarów kategorii 1 wykonać wszystkie badania instalacji odbiorczej po stronie AC. Ich zakres z kolei określa norma PN-HD 60364. Miernik MPI-540-PV sprawdzi się również w tym przypadku.
Mierząc parametry instalacji PV takie jak prąd zwarcia Isc oraz napięcie otwartego obwodu Uoc, można w szybki sposób zweryfikować poprawność połączeń modułów w stringu, ich właściwą polaryzację i pracę. Pomiary mogą być wykonywane dla całego łańcucha modułów lub dla pojedynczego modułu.
Producent zwykle podaje parametry poszczególnych elementów instalacji PV zmierzone w warunkach STC (Standard Test Conditions: 25 °C, 1000 W/m²).
W celach porównawczych miernik może automatycznie przeliczyć wyniki do warunków STC – użytkownik musi tylko wprowadzić dodatkowe dane w postaci irradiancji i temperatury. W tym przypadku należy ponadto zapisać parametry katalogowe modułów fotowoltaicznych w umieszczonej w przyrządzie bazie modułów. Jest to również niezbędne do przeliczeń oraz do oceny wyniku pomiaru.
Rys. Ekran miernika MPI-540-PV pokazujący pomiar prądu zwarcia ISC (po lewej) oraz napięcia otwartego obwodu UOC (po prawej) oraz ich wartości przeliczone do warunków STC.
Ciągłość połączeń ochronnych i rezystancję uziemienia po stronie DC zmierzymy w taki sam sposób, jak w instalacjach odbiorczych AC. W przypadku badań rezystancji izolacji mamy natomiast taką różnicę, że pomiary odbywają się pod napięciem, należy zatem zachować szczególną ostrożność. Sprawdzenie wartości prądów roboczych i mocy po stronie DC oraz AC musimy wykonać podczas pracy obydwu instalacji. Na podstawie tych pomiarów zweryfikujemy sprawność falownika i porównamy ją ze sprawnością deklarowaną przez producenta.
Dedykowany program do analizy danych oraz pomocne akcesoria
Dzięki zapisaniu wyników do pamięci miernika można je w dalszej kolejności wykorzystać w raporcie z przeprowadzonych badań. Użyteczny będzie tutaj dedykowany do tego celu program: Sonel Pomiary Elektryczne 6. MPI-540-PV oprócz ogromnej ilości funkcji pomiarowych posiada bardzo bogate wyposażenie.
Zawiera m.in. akcesoria dedykowane do badań instalacji fotowoltaicznych: cęgi do prądu stałego C-PV, adapter PVM-1 zapewniający bezpieczeństwo i ochronę przed łukiem elektrycznym, a także adaptery do złącz MC4, powszechnie stosowanych w fotowoltaice.
Wraz z całą gamą wyposażenia i możliwościami pomiarowymi miernik stanowi wartościowe narzędzie w pracy pomiarowca. Docenią go zwłaszcza elektroinstalatorzy wykonujący pomiary odbiorcze w instalacjach elektrycznych oraz fotowoltaicznych.
Tomasz Gorzelańczyk
SONEL SA
