Bezpieczeństwo w fotowoltaice: pomiary instalacji zestawem Sonel PVM-1020 KIT
Bardzo dynamiczny rozwój fotowoltaiki, jaki ma miejsce na świecie w ostatnich latach, wynika 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.
Technologia fotowoltaiczna stale się rozwija, co powoduje obniżenie kosztów. Jeśli dodamy do tego nieustanny wzrost cen energii na rynku, to zauważymy, że rachunek ekonomiczny coraz bardziej przemawia na korzyść fotowoltaiki. W kontekście dalszego rozwoju systemów PV jest to zjawisko kluczowe.
Niestety, często podejmowane są próby poprawy rentowności inwestycji poprzez obniżenie jakości, a co za tym idzie – spadek poziomu bezpieczeństwa samej instalacji fotowoltaicznej (a więc i wzrost zagrożenia wobec obsługi eksploatującej i serwisującej dany obiekt). Z tego względu bardzo istotnym 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.
Podstawą prawną jest tutaj przede wszystkim wieloarkuszowa norma IEC 62446, definiująca sposób i zakres kontroli bezpieczeństwa instalacji fotowoltaicznych. Stosowanie się do zawartych w niej wytycznych w znacznym stopniu ogranicza ryzyko wystąpienia porażenia czy też pożaru. Pomiary pozwalają na określenie nie tylko bezpieczeństwa, ale również efektywności danej instalacji i jej elementów.
Oczywiście gwałtowny rozwój sektora OZE nie uszedł uwadze jednemu z największych polskich producentów wysokiej jakości sprzętu pomiarowego, czyli firmie Sonel. W ostatnim czasie wdrożyła ona na rynek nowy miernik, mający między innymi zastosowanie w obszarze, gdzie głównym celem jest pozyskiwanie energii ze słońca.
Sonel PVM-1020 to prawdopodobnie najmniejszy na świecie miernik do pomiarów instalacji fotowoltaicznych z tak pokaźną liczbą funkcji pomiarowych. Ich wybór odbywa się za pomocą przełącznika obrotowego, co jest bardzo ergonomicznym rozwiązaniem.
Dodatkowe parametry, takie jak wybór napięcia pomiarowego dla rezystancji izolacji, ustawia się przyciskami umieszczonymi na obudowie. Są one podświetlane, podobnie jak graficzny wyświetlacz, co znakomicie ułatwia obsługę w zacienionych miejscach, np. podczas wykonywania pomiarów pod panelami PV umieszczonymi na ziemi.
Wykorzystanie mierników zestawu Sonel PVM-1020 KIT do badania instalacji fotowoltaicznej. Źródlo: Sonel.
Norma IEC 62446-1 dzieli badania na testy kategorii 1 i 2 oraz testy dodatkowe. Zestaw PVM-1020 KIT umożliwia przeprowadzenie wszystkich pomiarów dla obligatoryjnej kategorii 1, do tych należą:
- pomiar napięcia obwodu otwartego (panelu lub łańcucha paneli PV) do 1000 V DC,
- pomiar prądu zwarcia (panelu lub łańcucha paneli PV) do 20 A DC,
- pomiar prądu roboczego paneli PV za pomocą zewnętrznych cęgów,
- test polaryzacji,
- pomiar rezystancji izolacji paneli PV napięciem pomiarowym 250, 500 lub 1000 V, jednoczesny pomiar dwóch wartości (plus do ziemi oraz minus do ziemi),
- pomiar rezystancji połączeń ochronnych i wyrównawczych prądem ±200 mA.
Dodatkowo można wykonać pomiary nie należące do kategorii 1, które spotykane są w codziennej praktyce pomiarowej. Są to pomiary:
- napięcia RMS sieci AC do 600 V waz z pomiarem częstotliwości,
- rezystancji izolacji obwodów AC napięciem pomiarowym 250, 500 lub 1000 V,
- prądu przemiennego AC,
- mocy AC/DC,
- rezystancji niskim prądem z sygnalizacją dźwiękową i wizualną,
- diod prądem 200 mA z automatycznym wykrywaniem polaryzacji,
- diod blokujących napięciem 1000 V DC.
Miernik nasłonecznienie i temperatury Sonel IRM-1. Źródło: Sonel.
Mierząc parametry instalacji PV takie jak prąd zwarcia Isc czy napięcie otwartego obwodu Uoc, można w szybki sposób zweryfikować poprawność połączeń modułów w łańcuchu, ich właściwą polaryzację i pracę. Pomiary mogą być wykonywane dla całego łańcucha paneli lub dla pojedynczego modułu.
Ciągłość połączeń ochronnych i rezystancję uziemienia po stronie DC mierzy się w ten sam sposób, jak w instalacjach odbiorczych AC. W przypadku badań rezystancji izolacji jest istotna różnica, gdyż pomiary odbywają się prawie zawsze pod napięciem (bardzo rzadko wykonuje się pomiary w nocy). Należy zatem zachować szczególną ostrożność.
Sprawdzenie wartości prądów roboczych i mocy po stronie DC oraz AC należy wykonać podczas pracy obydwu instalacji. Na podstawie tych pomiarów można zweryfikować poprawność działania inwertera, poprzez porównanie obliczonej sprawności ze sprawnością deklarowaną przez producenta.
Producenci paneli PV podają parametry zmierzone w warunkach STC (Standard Test Conditions): 25°C, 1000 W/m², AM 1,5. W celach porównawczych PVM-1020 może automatycznie przeliczyć wyniki do warunków STC. Odbywa się to dzięki miernikowi irradiancji i temperatury IRM-1. Oba mierniki współpracują ze sobą poprzez łącze radiowe LoRa (Long Range) na znacznych odległościach.
Miernik IRM-1 może automatycznie przesyłać bieżące dane o nasłonecznieniu, a PVM-1020 przelicza zmierzone wartości prądu zwarcia i napięcia otwartego obwodu na standardowe warunki STC. Miernik IRM-1 dodatkowo posiada wbudowany rejestrator z pamięcią 5000 rekordów, co znacząco rozszerza jego możliwości. Umożliwia to wykorzystanie go jako narzędzia w procesie projektowania instalacji PV, a także do diagnozowania problemów z zacienieniem paneli. Dane pomiarowe z miernika IRM-1 można przenieść do komputera za pomocą złącza USB.
Miernik Sonel IRM-1 umożliwia pomiary:
- natężenia nasłonecznienia (irradiancja) w W/m2 lub BTU/ft2h,
- temperatury panelu fotowoltaicznego w °C lub °F,
- temperatury otocznia w °C lub °F,
- kąta nachylenia paneli,
- orientacji paneli dzięki wbudowanemu kompasowi.
Zestaw Sonel PVM-1020 KIT, oprócz ogromnej liczby funkcji pomiarowych, posiada bardzo bogate wyposażenie. Oprócz popularnych akcesoriów, takich jak przewody pomiarowe czy krokodylki, zawiera akcesoria dedykowane badaniom instalacji fotowoltaicznych, m.in.: cęgi C-PV do pomiaru prądu AC/DC, adaptery do złącz MC-4, miernik do pomiaru irradiancji oraz temperatury paneli i otoczenia, uchwyt do mocowania miernika irradiancji do paneli słonecznych.
Wraz z całą gamą wyposażenia i możliwościami pomiarowymi miernik stanowi wartościowe narzędzie w pracy pomiarowca. Docenią go zwłaszcza elektroinstalatorzy wykonujący pomiary odbiorcze w instalacjach fotowoltaicznych.
Tomasz Gorzelańczyk
Marcin Szkudniewski
artykuł sponsorowany
