Солнечная энергетика: вступление к процедуре тестирования систем

Выход энергии зависит от:

Параметров местоположения

Суммарного излучения в месте расположения системы;
Ориентации (азимута) и наклона (подъема) системы.

Технологии системы

Компонентов системы;
Топологии системы;
КПД системы.

Компоненты системы

Рисунок 1: Схематическое изображение компонентов системы

Топология системы

Рисунок 2: Схематическое изображение топологии системы

КПД системы

Рисунок 3: Схематическое изображение КПД системы

Планирование системы

Инвертор идеально подходит к модульной технологии;
Выберите лучшие места для компонентов системы;
Монтаж системы с долговременной устойчивостью и в соответствии с местными условиями;
Прокладка кабелей в соответствии с существующим стандартом IEC 0298;
Установление солнечной энергетической системы в соответствии со стандартом IEC 60364-7-712;
Сертификация системы как основа для создания необходимой системной документации.

Зачем проводить тестирования?

Для обеспечения стабильной работы системы;
Для уменьшения риска ответственности монтажных организаций;
Для удовлетворения требований стандартов и директив;
Для приобретения опыта по долговременной стабильности установленного оборудования;
Для предоставления заказчикам положительных отзывов.

Что нужно проверять?

Солнечные модули

Электрические неисправности (например, питание, состояние диодов, горячие точки);
Механические дефекты (например, разбитое стекло, дефекты рамы);
Ухудшение оптических свойств (например, антиотбивные покрытия, загрязнения, затенения).

Монтаж системы

Ослабленное крепление модуля;
Ослабленные винтовые соединения;
Дефекты на монтажных рейках;
Повреждена кровля;
Функциональное заземление.

Электрическое оборудование

Дефекты инвертора;
Дефекты в клеммной коробке генератора;
Ослабленные клеммы;
Поврежденные кабели;
Проверка работоспособности коммутационных устройств;
Проверка счетчика.

Когда проводить тестирования?

Во время первого пуска / предпусковых испытаний;
По требованию заказчика;
Когда контроль системы указывает на дефект;
Во время регулярных плановых работ по техническому обслуживанию;
Согласно стандарту IEC 50110-1 (Эксплуатация электроустановок. Общие требования).

Как проводятся тестирования?

Визуальная проверка

Визуальный осмотр;
Проверка функций.

Электрические испытания

Напряжение разомкнутой цепи;
Ток короткого замыкания;
Измерение изоляции.

С данными измерениями легко справятся тестеры электробезопасности солнечных модулей и систем PROFITEST PVsun или PROFITEST PVsun memo.

Комбинированные испытания

Определение мощности и измерения солнечной радиации;
Измерение заметных тепловых явлений и создания термограмм;
Определение коэффициента заполнения, а также сопротивления последовательного и параллельного соединения.

Способы измерения для тестирования систем

Измерение мощности солнечного генератора;
Использование термограмм;
Измерение сопротивления изоляции / Низкое сопротивление.

В данном случае применимы такие тестеры электробезопасности солнечных систем, как Solar PV150 или Solar PV200. Также при проведении данных измерений не обойтись без тепловизора.

Международные технические условия

На данный момент для ФЭ модулей доступны следующие стандарты МЭК / EN:

IEC 60364-1

Электроустановки низковольтные. Часть 1 - Основные положения, оценка общих характеристик, термины и определения

IEC 60364-6

Электроустановки низковольтные. Часть 6. Испытания

EN 50110-1

Эксплуатация электроустановок. Общие требования

IEC 60364-7-712

Части 7-712. Требования к специальным электроустановкам или местам их расположения. Фотоэлектрические (ФЭ) системы питания

IEC 60904-2

Приборы фотоэлектрические. Часть 2. Требования к эталонным солнечным приборам

IEC 62446

Системы фотоэлектрические. Системы, подключаемые к сетям электроснабжения общего назначения. Требования к документации, принятию и обследованию

IEC 61215

Модули фотоэлектрические из кристаллического кремния наземные. Оценка конструкции и утверждение типа

IEC 61646

Модули фотоэлектрические тонкопленочные наземные. Оценка конструкции и утверждение типа

IEC 82 / 571 (CDV)

Измерение коэффициента мощности фотоэлектрических (ФЭ) модулей и энергии. Часть 1. Измерение мощности относительно облучения и температуры, а также оценка производительности

EN 62305-3

Молниезащита. Часть 3. Физические разрушения сооружений и опасность для жизни людей

Молниезащита и перенапряжения

DIN EN 62305-2: Молниезащита. Часть 2. Управление рисками

DIN EN 62305-3: Молниезащита. Часть 3. Физические разрушения сооружений и опасность для жизни людей

Листок-вкладыш с инструкцией для электромонтажников ФЭ систем. Защита ФЭ систем от молнии и перенапряжения

Директива VdS 2010-09 - Риско-ориентированная защита от молнии и перенапряжения

В общем можно сказать, что ФЭ системы не увеличивают риск удара молнии в здание, хотя если их защитить, компоненты системы могут выйти из строя в результате воздействия тока молнии и / или перенапряжения. Как следствие - потеря доходов и увеличение расходов на ремонт.

Преимущества молниезащиты и защиты от перенапряжения:

Противопожарная защита и защита от разрушения ФЭ системы и здания;
Непрерывная работоспособность ФЭ системы;
Надежная инвестиция без уменьшения дохода;
Защита от травмирования людей внутри и вблизи системы.

Настройка ФЭ систем «в соответствии со стандартами»

ФЭ системы должны быть установлены и настроены в соответствии с существующими требованиями стандартов IEC, DIN EN и VDE.

Для создания системной документации, испытаний при первом пуске и периодического тестирования ФЭ систем, подключаемых к сетям электроснабжения общего назначения, должны выполняться требования безопасности, указанные в следующих стандартах:

IEC 60364-1 Электроустановки низковольтные. Часть 1. Основные положения;
IEC 60364-6 Электроустановки низковольтные. Часть 6: Испытания;
DIN EN 50110-1 Эксплуатация электроустановок;
DIN EN 62305-3 Молниезащита. Часть 3. Физические разрушения сооружений и опасность для жизни людей;
IEC 60364-7-712 Требования к специальным электроустановкам или местам их расположения. Фотоэлектрические (ФЭ) системы питания;
IEC 62446 Системы фотоэлектрические. Системы, подключаемые к сетям электроснабжения общего назначения. Требования к документации, принятию и обследованию. В дополнение к пунктам, которые должны быть включены в системную документацию, стандарт IEC 62446 также описывает процедуры испытаний и измерений, которые необходимо проводить при первом пуске, а также периодических испытаний и измерений во время юридически защищенной эксплуатации системы;
IEC 60364-7-712
712.4 - Защита для обеспечения безопасности
712.41 - Защита от поражения электрическим током
712.411 - Основная защита (защита от прямого прикосновения) и защита при повреждении (защита от косвенного прикосновения)
712.413 - Защита при повреждении
712.433 - Защита от перегрузки на стороне постоянного тока
712.434 - Защита от токов короткого замыкания
712.444 - Защита от воздействия электромагнитных помех (ЭМП) в зданиях
712.5 - Выбор и монтаж электрооборудования
712.51 - Общие правила
712.511 - Соответствие стандартам
712.512 - Условия эксплуатации и внешние воздействия
712.513 - Доступность
712.52 - Электропроводки
712.522 - Выбор и монтаж электрооборудования с учетом внешних воздействий
712.53 - Отделения, коммутация и управление
я712.54 - Заземление, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов;
IEC 60364-7-712 Настройка функции отключения. На стороне постоянного тока ФЭ инвертора должен быть установлен разъединитель нагрузки! Отключение может быть реализовано с помощью следующих средств: разъединитель нагрузки, разъединитель, разъединительные вставки, сменные предохранители, штепсельные разъемы. Полупроводники нельзя использовать как разъединители! Согласно новому стандарту IEC 60364-7-712, обозначение системы является обязательным (в точке общего присоединения электрической системы, например, идентификационный знак должен быть прикреплен к коробке выводов здания или основного распределительного устройства здания).

Требования к испытаниям согласно IEC 62446

Системы переменного тока

Тестирование всех цепей переменного тока в соответствии со стандартом IEC 60364-6.

Системы постоянного тока

Проверьте целостность функционального заземляющего электрода и проводника выравнивания потенциалов (корпус ФЭ генератора), включая соединение с главной клеммой заземления - испытание на низкое сопротивление;
Проверьте полярность всех проводников постоянного тока и их соединений, и правильность идентификации;
Проверьте / измерьте напряжение разомкнутой цепи каждой цепочки при стабильных условиях облучения (<5%), сравните одинаковые цепочки;
Убедитесь, что все ФЭ цепочки изолированы между собой - разъединители и распределительные устройства должны быть разомкнуты;
Функциональная проверка правильности установки и подключения, проверка отказа сети;
Сопротивление изоляции для цепей постоянного тока - 2 процедуры испытания в соответствии с МЭК:
Испытание 1: между отрицательным электродом ФЭ генератора и землей с последующим испытанием между положительным электродом ФЭ генератора и землей;
Испытание 2: между землей и отрицательным и положительным электродами ФЭ генератора, когда электроды короткозамкнуты.

Рисунок 4: Процедуры испытания в соответствии с МЭК

Испытания и составление документации после первого пуска

Сторона, ответственная за настройку ФЭ системы, должна написать отчет о каждой процедуре запуска. Важный момент содержания отчета включает измеряемые значения и системные данные.

Документальное оформление измеряемых значений

Сопротивление изоляции на стороне постоянного тока;
Сопротивление заземления системы;
Напряжение разомкнутой цепи генератора;
Напряжение разомкнутой цепи цепочки;
Ток короткого замыкания цепочки;
Падение напряжения на диоде и предохранителе для систем с диодами / предохранителями цепочек (клеммные коробки генератора);
Дополнительное измерения характеристических кривых отдельных цепочек;
Подготовка термограмм ФЭ генератора, а также распределительного устройства и предохранителей.

Требования к документации

После установки или периодической проверки подключенных к электросети ФЭ систем для заказчика, инспектора или инженеров по техническому обслуживанию должна быть подготовлена документация с основными системными данными.