Jakość i niezawodność w dachowych instalacjach PV
W długoletnich inwestycjach, jakim są na dachowe, komercyjne systemy fotowoltaiczne, ważne jest, aby zrozumieć jak istotny jest każdy etap projektu, począwszy od wyboru rozwiązań, instalację, poprzez utrzymanie i konserwację. Istotnymi elementami w tym aspekcie są jakość, trwałość i niezawodność. Istnieje wiele sposobów, aby te trzy elementy wykorzystać do poprawienia wydajności instalacji – pisze Lior Handelsman, wiceprezes ds. marketingu i strategii produktowej oraz założyciel SolarEdge.
Na etapie selekcji istnieją dwa czynniki determinujące składniki systemu – mianowicie dostawcy i produkty. Wybór dostawcy jest tak samo ważny jak wybór produktu. Ponieważ współpraca będzie długoterminowa, wszakże system fotowoltaiczny jest projektowany na 20 lat, wybór ten nie różni się od wyboru partnera na całe życie. Z tego powodu, aby wybrać mądrze, ważne jest, aby mieć określone kryteria wyboru dostawcy.
Najważniejsze cechy charakterystyczne dla potencjalnie dobrego dostawcy obejmują utrzymanie wiodącej pozycji rynkowej, reputacja i wiarygodność, stabilny model finansowy, akceptowalność przez banki, silny i doświadczony zespół zarządzający oraz kompleksowe usługi przed- i po sprzedażowe, w tym bieżące wsparcie.
Przyglądając się tym elementom, należy podkreślić iż akceptowalna przez banki firma powinna mieć udokumentowane wyniki w wielu bankach i instytucjach finansowych. Ponadto firma powinna świadczyć usługi dopełniające ofertę, takie jak szkolenia i narzędzia handlowe, usługi projektowe, analizę LCOE i ROI, symulację wydajności systemu PV i analizę porównawczą, walidację projektu, listę kontrolną instalacji, zdalną obsługa instalacji oraz lokalne wsparcie, zdalne uruchamianie, automatyczne uruchamiane raporty i monitorowanie wydajności, które zapewniają zarządzanie i utrzymanie, precyzyjne alerty, porównywanie systemów między sobą, wykrywanie błędów i raportowanie do nadzorców.
Ważne jest również uwzględnienie usług wsparcia, takich jak szybki proces wymiany i centra pomocy technicznej. Usługi te są kluczowe nie tylko dla zapewnienia dobrych relacji handlowych, ale co ważniejsze do poprawnego długoterminowego działania systemu fotowoltaicznego.
Oprócz sprawdzania sprzedawcy, ważne jest, aby dokładnie przeanalizować i ocenić produkt. Jednym z najważniejszych elementów przy wyborze systemu fotowoltaicznego jest falownik, którego koszt stanowi zaledwie 10 proc. kosztów całkowitych instalacji, ale który wpływa na prawie 30 proc. pozostałych kosztów systemu oraz jest odpowiedzialny za zarządzanie produkcją systemu, a także wpływa na koszty utrzymania i serwisu.
Szczególnie ważna jest jakość produktów, trwałość i niezawodność. Kluczowym wskaźnikiem świadczącym o jakości produktu jest ilość instalacji na całym świecie, w których wykorzystany jest dany produkt, ale także godziny pracy, wskaźniki awarii, zróżnicowany poziom warunków klimatycznych w których może pracować urządzenie oraz ilość wymian urządzeń w wyniku awarii bądź wadliwego działania.
Jakość produktu zależy od jego zaprojektowania, wykorzystanych komponentów oraz samego procesu produkcji. Wysokiej jakości producent powinien przeprowadzać ciągłą kontrolę przesiewową zapewniającą najwyższą jakość w całym procesie produkcyjnym, obejmującą bieżące testy dotyczące zapewnienia jakości. Kontrola jakości powinna być przeprowadzona na wszystkich liniach produkcyjnych, w tym konieczne jest przeprowadzanie także przyspieszonych testów żywotności i analizy przyczyny awarii produktu. Procesy te pomagają tworzyć i produkować produkty długowieczne i wysokiej jakości.
Sprawdzoną praktyką staje się ocenianie produktów przez firmy zewnętrzne, które mogą zapewnić, że produkty spełniają odpowiednie wymogi prawne, takie jak przepisy bezpieczeństwa, normy kompatybilności elektromagnetycznej oraz kodeksy zgodności z siecią.
Niezawodność produktu odnosi się do nieprzerwanej pracy urządzenia przez cały okres użytkowania. Niezawodny produkt to taki, który posiada niezawodny proces osadzony na wszystkich etapach projektowania i produkcji. Na etapie projektowania produktu należy dokonać pełnej oceny stawianego celu urządzenia, wymagań projektowych, wyboru elementów i weryfikacji projektu przy pomocy przyspieszonych testów trwałości. Produkcja powinna być zautomatyzowana, aby zmniejszyć błąd ludzki i powinna obejmować proces kontroli jakości.
Po etapie produkcji następuje etap testowania, w którym należy przeprowadzić w pełni zintegrowane testowanie parametrów i funkcjonalności produktu. Wreszcie, jeśli zostaną zarejestrowane jakiekolwiek awarie, należy przeprowadzić pełną analizę w celu wykrycia przyczyny. Wszelkie informacje uzyskane z analizy przyczyny powinny być wykorzystywane do udoskonalenia produktu, ale także procesu projektowego oraz produkcyjnego.
Trwałość produktu odnosi się do zdolności do wytrzymania ciężkich warunków otoczenia. Ponieważ system fotowoltaiczny jest często instalowany w ciężkich warunkach środowiskowych, sprzęt powinien być wystarczająco wytrzymały, aby działać w środowisku charakteryzującym się szerokim zakresem temperatur pracy, wysoką wilgotnością, sporym zakurzeniem, występowaniem opadów deszczu lub śniegu, ale także stężeniem soli czy amoniaku.
Do oceny odporności na takie warunki służą nie tylko opisane klasy, takie jak IP65 i IP68, które mogą wskazywać na trwałość produktów, ale także dłuższe okresy gwarancji i wyniki testów produktów. Długoterminowe testy przeprowadzane aż do zużycia obejmują spalanie, termocykle i działanie wilgoci. Te przyspieszone testy trwałości produktu pokazują, czy produkt spełni oczekiwania dotyczące długości życia i cele związane z wydajnością.
Kolejnym etapem oceny jakości, trwałości i niezawodności systemu powinien być etap montażu. Ma on zasadnicze znaczenie dla maksymalizacji zysków komercyjnego systemu fotowoltaicznego. Istnieje wiele parametrów, które należy wziąć pod uwagę przy poprawnej instalacji, poprawiających jakość, niezawodność i trwałość systemu. Podczas wyboru miejsca należy wziąć pod uwagę parametry takie jak orientacja, nachylenie i zacienienie generatora fotowoltaicznego, ale także możliwą korozję. Może to dotyczyć zarówno korozji gruntowej, jak i korozji chemicznej, która może wpływać na funkcjonalność urządzeń.
Przykładowo, komercyjne instalacje w sektorze rolnym są szczególnie podatne na korozję amoniakową i jeśli produkty nie są przeznaczone do tego rodzaju środowiska, mogą ulec szybszej awarii.
W fazie projektowania i planowania konstrukcji czynnikami, które należy wziąć pod uwagę, są obciążenia strukturalne, wiatr oraz kwestie uziemienia konstrukcji. Jednym z najważniejszych aspektów jest fizyczny proces instalacji komponentów, który obejmuje w pierwszej kolejności konfiguracje, zabezpieczenie okablowania, poprawne oznakowanie, montaż czujników i sensorów oraz przewodów, aż do połączenie wszystkich złączy solarnych. Wszelkie błędy w tych obszarach mogą nie tylko wpływać na produkcję energii w systemie, ale również poważnie uszkodzić system.
Na przykład, jeśli złącza nie są odpowiednio zarobione w obwodzie, może pojawić się łuk elektryczny, co może w konsekwencji doprowadzić do powstania pożaru. Najlepszym sposobem zapewnienia poprawnego procesu instalacji są szkolenie obejmujące podstawy systemu, szczegóły techniczne, zasady projektowania, wskazówki dotyczące bezpieczeństwa i najlepsze praktyki.
Po instalacji, kolejnym zasadniczym aspektem funkcjonowania systemu jest jego konserwacja, która zapewnia maksymalną produkcję mimo stopniowego starzenia się systemu. Ponieważ życie jest nieprzewidywalne, ważne jest zaplanowanie nieoczekiwanego. System z zakładanym 25-letnim okresem życia najprawdopodobniej będzie narażony na pracę z niedopasowaniem produkcyjnym z uwagi na różne starzenie się poszczególnych komponentów, nieprzewidywalne zmiany w otoczeniu i przeszkody – na przykład wzniesione anteny – oraz wadliwie działające moduły.
Istnieje możliwość przygotowania się na taką sytuację już na etapie projektowym, wybierając sprzęt zapewniający większe uzyski w takich warunkach. Gwarancje produktów odzwierciedlają zaufanie firmy do jakości produktu który wytwarza, niezawodności i jego trwałości. Produkty, które mają dłuższą gwarancję lub łatwo rozszerzalne gwarancje, mogą przyczynić się do zwiększenia czasu życia komercyjnego systemu fotowoltaicznego oraz określają godnych zaufania partnerów.
Pozostałe aspekty konserwacji, ale które należy uwzględnić już na etapie projektu, to dobór takiego sprzętu który gwarantuje niedrogie serwisowanie i łatwo dostępne zamienniki sprzętu, który w czasie okresu użytkowania produktu może być wycofany z produkcji. Należy także określić, w jaki sposób dobór sprzętu może wpłynąć na minimalizację kosztownego magazynowania sprzętu serwisowego, poprzez zastosowanie urządzeń, które w łatwy sposób można zastąpić innym kompatybilnym produktem, co zapewniających elastyczność projektowania, ale też serwisową.
Często pomijanym aspektem systemów fotowoltaicznych jest konserwacja zapobiegawcza, która jest procesem kosztownym i pracochłonnym, ale jest niezbędna, aby uniknąć uszkodzeń i strat w systemie. Działania objęte profilaktyczną konserwacją obejmują ogólną coroczną inspekcję wizualną, testy elektryczne DC i AC, zdjęcia kamerą termowizyjną, testy krzywych prądowo-napięciowych IV oraz inspekcję mechaniczną.
Jednak dzięki zastosowaniu nowoczesnych narządzi do zarządzania aktywami fotowoltaicznymi, konserwacja zapobiegawcza może stać się mniej kosztowana i efektywniejsza czasowo. Narzędzia, które mogą poprawić długowieczność systemów, a także zwiększyć efektywność utrzymania i konserwacji, to zarządzanie systemami przez Internet, automatyczne alerty na poziomie modułów, zdalne rozwiązywanie problemów i kontrolę wydajność, konsumpcji i monitorowania eksportu. Wykorzystując takie narzędzia do zarządzania aktywami fotowoltaicznymi możemy zwiększyć jakość, trwałość i niezawodność systemu w całym okresie użytkowania.
Chociaż bezpieczeństwo nie jest bezpośrednio powiązane z kwestiami utrzymania i wydajności systemu fotowoltaicznego, to warto pamiętać o kwestiach zapewnienia najwyższego możliwego z technicznego punktu widzenia bezpieczeństwa. Może mieć to dość istotne przełożenie na komercyjne systemy fotowoltaiczne. Dzieje się tak, ponieważ obawy związane z bezpieczeństwem mogą czasami uniemożliwić realizację projektu komercyjnego systemu fotowoltaicznego. Na przykład w przypadku projektów planowanych na dachach wykonanych z materiałów łatwopalnych z bitumu lub ze spienionego materiału polistyrenowego powstaje pytanie o możliwość montażu instalacji fotowoltaicznej.
W wielu przypadkach ryzyka związane z pożarem takie jak utrata majątku czy zablokowanie produkcji stanowi barierę dla realizacji projektu. Kolejną przeszkodą jest to, że niektóre firmy ubezpieczeniowe mogą nie rozszerzyć zakresu ochrony w przypadkach gdy system nie zapewni właściwego bezpieczeństwa zarówno dla strażaków, jak i samych aktywów.
Aby rozwiązać te problemy związane z bezpieczeństwem, można zainstalować wysokiej jakości systemy o zwiększonych funkcjach bezpieczeństwa. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa różnią się w zależności od regionu, dlatego należy zawsze przestrzegać lokalnych wytycznych. Jednym z najwyższych standardów bezpieczeństwa jest redukcja napięcia stałego do bezpiecznego poziomu na modułach i przewodach prądu stałego, gdy falownik jest wyłączony lub, gdy wyłącznik AC jest odłączony oraz ważne jest także, czy falownik spełnia regulacje dotyczące zabezpieczeń przed pojawieniem się łuku elektrycznego w systemie.
Problemem jest także fakt, że najczęściej kwestie jakości, trwałości i niezawodności są uwzględniane tylko na początku procesu projektowego komercyjnego systemu fotowoltaicznego, a powinny być brane pod uwagę na każdym etapie cyklu życia systemu. Biorąc pod uwagę wpływ każdego etapu na trwałość komercyjnego systemu fotowoltaicznego, branża powinna korzystać z bardziej rentownych i nowoczesnych systemów, aby poprawić swoją konkurencyjność na rynku.
Lior Handelsman, wiceprezes marketingu i strategii produktowej SolarEdge
Było jednym z założycieli SolarEdge w 2006 roku, a obecnie pracuje na stanowisku wiceprezesa ds. marketingu i strategii produktowej, gdzie jest odpowiedzialny za działania marketingowe SolarEdge, zarządzanie produktem i rozwojem biznesu. Przed założeniem SolarEdge, pracował 11 lat w Electronics Research Department (‘‘ERD’’), narodowym izraelskim laboratorium, którego celem jest opracowywanie innowacyjnych i złożonych systemów elektronicznych. W ERD pełnił szereg funkcji w tym pracował w dziele badań i rozwoju energoelektroniki, gdzie był kierownikiem grupy oraz zarządzał kilkoma dużymi projektami rozwojowymi.
Lior Handelsman posiada tytuły licencjata inżynierii elektrycznej (ukończony z wyróżnieniem) oraz MBA Izraelskiego Instytutu Technologii Technion w Hajfie (Technion Israel Institute of Technology I Haifa).
artykuł sponsorowany
