MĚŘENÍ FOTOVOLTAIKY - Tzb-energ

Fotovoltaické elektrárny, i když jejich stavba a náklady na ní nejsou žádnou triviální záležitostí, jsou relativně jednoduché technologie oproti jakýmkoli jiným zdrojům energie, ať již klasickým nebo alternativním. Po jejich nainstalování a uvedení do provozu již FVE vyžadují jen minimální údržbu, samozrějmě v použitém měřítku. Provozní náklady jsou tudíž nízké ve srovnání s jakýmykoli existujícími technologiemi. Přesto praxe ukazuje, že systémy fotovoltaických elektráren překvapivě docela často vykazují různé poruchy a odchylky od normálu. U nových FVE je většina snadno průkazných poruch zatím kryta zárukou technologie, problémem však je, jak zjistit poruchy malé a na první pohled nezřetelné, které ale přesto snižují výkon elektráren. Zde je nutno poznamenat, že žádná FVE nepodává a ani nemůže podávat 100% svého nominálního výkonu. Důvodem jsou částěčně poškozené panely, chyby v zapojení, špatné dimenze kabelů, střídače (nebo také měniče či invertory), odrazy povrchů a znečištění panelů. Problémem je, že na výkonu celé elektrárny a ani jednotlivých stringů není možné poznat, že některá část zařízení je vadná a nepracuje na 100%, a to většinou až do té doby, než úplně vypadne z provozu a výrazněji začně ovlivňovat výkon některého segmentu.

Závady vyskytující se u FVE
Fotovoltaické systémy jsou zařízení z velké části celoročně vystavená vlivům prostředí a často také prudkým klimatickým změnám. To sebou nutně přináší velkou zátěž pro řadu komponent a spojovacích prvků elektrické soustavy elektrárny.
Provoz FVE je tak často být spojený s výskytem poruch a může vytvářet řadu problémů, z nichž nejčastější jsou:

• běžné výpadky vysokého napětí
  

• výpadky jistících prvků
  

• poruchy DC
  

• poruchy a přehřívání střídačů
  

• dílčí vady fotovoltaických panelů odhalitelné pouze termovizním měřením
  

• znečišťování fotovoltaických panelů listím, prachem, ptačím trusem aj.
  

• zanesení panelů sněhem
  

Proč nestačí obvyklý monitoring FVE ?
Běžné monitorovací soustavy osazené na většině  fotovoltaických elektráren pracují nad úrovní jednotlivých stringů, kde je ke střídači paralelně připojeno často až 24 FV panelů. Relativně nízká účinnost panelů a neustálé změny ve slunečním svitu pak komplikují možnost zjistit menší odchylky způsobené poruchami jednotlivých panelů. Panely většinou díky používanému ochranému systému bypass diod ( obyčejně jsou 2-3 ) nevypadnou kompletně, ale fungují jen z části a sníží se jejích výkon. Roční ztráta při kompletním výpadku jednoho panelu o výkonu 210 Wp bude při výkupní ceně 10,14 Kč za 1 KWh (včetně zelených bonusů) a podle předpokládané průměrné výroby, činit něco mezi 2100  až 2500 Kč / rok. Průměrně tedy asi 2250 Kč. Pokles jen o 1/3 výkonu pak bude znamenat adekvátně ztrátu asi 562,50 Kč / rok. Pro představu je v tabulce umístěné níže přehled odhadovaných ztrát pro fotovoltaickou elektrárnu o výkonu 4000 KWp ( 4 MWp ).

Vadný článek v  části FV panelu a přehřívání

Na obrázku nahoře je tentokrát fotovoltaický  panel s výskytem pravidelné tepelné anomálie, kde zvýšená teplota je patrně důsledkem výrobní vady. Zde je článek který nepracuje nebo nevyrábí elektrickou energii, nabývá opačné polarizace a mění se z generátoru na spotřebič. Tato změna je pak důsledkem vysokého rozptylu tepla. Pokud situace bude v tomto stavu po delší dobu, nastane ohrožení i dalších okolních buňek.
Změna polarizace části FV panelu a přehřívání
Na obrázku dole je solární panel s výskytem nepravidelné tepelné anomálie, kde zvýšená teplota bude nejpravděpodobněji důsledkem znečištění panelu. Dlouhodobé silné znečištění fotovoltaického panelu může vést až k opačné polarizaci, kdy se článek který nepracuje nebo nevyrábí elektrickou energii mění z generátoru na spotřebič. Tato změna je pak důsledkem vysokého rozptylu tepla. Pokud situace trvá delší dobu jsou ohroženy i okolní buňky. Situace se stává vážnou, pokud teplota zasažené oblasti stoupne vůči okolnímu průměru o 10°C. Pak nastává riziko snížení životnosti celého modulu, podle pravidla stanovujícího, že nárůst teploty zařízení o 10°C nad provozní teplotu doporučenou výrobcem znamená 50% snížení žívotnosti zařízení.