Сонячна енергетика: вступ до процедури тестування систем

Вихід енергії залежить від:

Параметрів місцеположення

Сумарного випромінювання в місці розташування системи;
Орієнтації (азимуту) і нахилу (підйому) системи.

Технології системи

Компонентів системи;
Топології системи;
ККД системи.

Компоненти системи

Малюнок 1: Схематичне зображення компонентів системи

Топологія системи

Малюнок 2: Схематичне зображення топології системи

ККД системи

Малюнок 3: Схематичне зображення ККД системи

Планування системи

Інвертор ідеально підходить до модульної технології;
Виберіть найкращі місця для компонентів системи;
Монтаж системи з довготривалою стійкістю і відповідно до місцевих умов;
Прокладка кабелів відповідно до існуючого стандарту IEC 0298;
Встановлення сонячної енергетичної системи відповідно до стандарту IEC 60364-7-712;
Сертифікація системи як основа для створювання необхідної системної документації.

Навіщо проводити тестування?

Для забезпечення стабільної роботи системи;
Для зменшення ризику відповідальності монтажних організацій;
Для задоволення вимог стандартів та директив;
Для набуття досвіду щодо довготривалої стабільності встановленого обладнання;
Для надання замовникам позитивних відгуків.

Що потрібно перевіряти?

Сонячні модулі

Електричні несправності (наприклад, живлення, стан діодів, гарячі точки);
Механічні дефекти (наприклад, розбите скло, дефекти рами);
Погіршення оптичних властивостей (наприклад, антивідбивні покриття, забруднення, затінення).

Монтаж системи

Ослаблене кріплення модуля;
Ослаблені гвинтові з'єднання;
Дефекти на монтажних рейках;
Пошкоджена покрівля;
Функціональне заземлення.

Електричне обладнання

Дефекти інвертора;
Дефекти в клемній коробці генератора;
Ослаблені клеми;
Пошкоджені кабелі;
Перевірка працездатності комутаційних пристроїв;
Перевірка лічильника.

Коли проводити тестування?

Під час першого пуску / передпускових випробувань;
На вимогу замовника;
Коли контроль системи вказує на дефект;
Під час регулярних планових робіт з технічного обслуговування;
Відповідно до стандарту IEC 50110-1 (Експлуатація електроустановок. Загальні вимоги).

Як проводяться тестування?

Візуальна перевірка

Візуальний огляд;
Перевірка функцій.

Електричні випробування

Напруга розімкнутого кола;
Струм короткого замикання;
Вимірювання ізоляції.

З даними вимірами легко впораються тестери електробезпеки сонячних модулів і систем PROFITEST PVsun або PROFITEST PVsun memo.

Комбіновані випробування

Визначення потужності та вимірювання сонячної радіації;
Вимірювання помітних теплових явищ та створення термограм;
Визначення коефіцієнта заповнення, а також опору послідовного та паралельного з'єднання.

Способи вимірювання для тестування систем

Вимірювання потужності сонячного генератора;
Використання термограм;
Вимірювання опору ізоляції / Низький опір.

В даному випадку можна застосувати такі тестери електробезпеки сонячних систем, як Solar PV150 або Solar PV200. Також при проведенні даних вимірювань не обійтися без тепловізора.

Міжнародні технічні умови

На даний момент для ФЕ модулів доступні наступні стандарти МЕК / EN:

IEC 60364-1

Електроустановки низьковольтні. Частина 1 — Основні положення, оцінка загальних характеристик, терміни та визначення

IEC 60364-6

Електроустановки низьковольтні. Частина 6. Випробування

EN 50110-1

Експлуатація електроустановок. Загальні вимоги

IEC 60364-7-712

Частини 7-712. Вимоги до спеціальних електроустановок або місць їх розташування. Фотоелектричні (ФЕ) системи живлення

IEC 60904-2

Прилади фотоелектричні. Частина 2. Вимоги до еталонних сонячних приладів

IEC 62446

Системи фотоелектричні. Системи, що підключаються до мереж електропостачання загального призначення. Вимоги до документації, прийняття та обстеження

IEC 61215

Модулі фотоелектричні із кристалічного кремнію наземні. Оцінка конструкції і затвердження типу

IEC 61646

Модулі фотоелектричні тонкоплівкові наземні. Оцінка конструкції і затвердження типу

IEC 82 / 571 (CDV)

Вимірювання коефіцієнта потужності фотоелектричних (ФЕ) модулів та енергії. Частина 1. Вимірювання потужності відносно опромінення та температури, а також оцінка продуктивності

EN 62305-3

Блискавкозахист. Частина 3. Фізичні руйнування споруд та небезпека для життя людей

Захист від блискавки та перенапруги

DIN EN 62305-2: Блискавкозахист. Частина 2. Керування ризиками

DIN EN 62305-3: Блискавкозахист. Частина 3. Фізичні руйнування споруд та небезпека для життя людей

Листок-вкладиш з інструкцією для електромонтажників ФЕ систем. Захист ФЕ систем від блискавки та перенапруги

Директива VdS 2010-09 — Ризикоорієнтований захист від блискавки та перенапруги

Загалом можна сказати, що ФЕ системи не збільшують ризик удару блискавки у будівлі, хоча якщо їх не захистити, компоненти системи можуть вийти з ладу внаслідок впливу струму блискавки та/або перенапруги. Як наслідок - втрата доходів та понесені витрати на ремонт.

Переваги захисту від блискавки та перенапруги:

Протипожежний захист та захист від руйнування ФЕ системи і будівлі;
Безперервна працездатність ФЕ системи;
Надійна інвестиція без зменшення доходу;
Захист від травмування людей всередині і поблизу системи.

Налаштування ФЕ систем «відповідно до стандартів»

ФЕ системи повинні бути встановлені та налаштовані відповідно до існуючих вимог стандартів IEC, DIN EN та VDE.

Для створення системної документації, випробування при першому пуску та періодичного тестування ФЕ систем, що підключаються до мереж електропостачання загального призначення, мають виконуватися вимоги безпеки, визначені в наступних стандартах:

IEC 60364-1 Електроустановки низьковольтні. Частина 1. Основні положення;
IEC 60364-6 Електроустановки низьковольтні. Частина 6: Випробування;
DIN EN 50110-1 Експлуатування електроустановок;
DIN EN 62305-3 Блискавкозахист. Частина 3. Фізичні руйнування споруд та небезпека для життя людей;
IEC 60364-7-712 Вимоги до спеціальних електроустановок або місць їх розташування. Фотоелектричні (ФЕ) системи живлення;
IEC 62446 Системи фотоелектричні. Системи, що підключаються до мереж електропостачання загального призначення. Вимоги до документації, прийняття та обстеження. На додаток до пунктів, які повинні бути включені в системну документацію, стандарт IEC 62446 також описує процедури випробування та вимірювання, які необхідно проводити при першому пуску, а також періодичні випробування та вимірювання під час юридично захищеної експлуатації системи;
IEC 60364-7-712
712.4 - Захист для забезпечення безпеки
712.41 - Захист від ураження електричним струмом
712.411 - Основний захист (захист від прямого дотику) і захист при пошкодженні (захист від непрямого дотику)
712.413 - Захист при пошкодженні
712.433 - Захист від перевантаження на стороні постійного струму
712.434 - Захист від струмів короткого замикання
712.444 - Захист від впливу електромагнітних перешкод (ЕМП) в будівлях
712.5 - Вибір і монтаж електрообладнання
712.51 - Загальні правила
712.511 - Відповідність стандартам
712.512 - Умови експлуатації та зовнішні впливи
712.513 - Доступність
712.52 - Електропроводки
712.522 - Вибір і монтаж електрообладнання з урахуванням зовнішніх впливів
712.53 - Відділення, комутація та управління
я712.54 - Заземлення, захисні провідники і захисні провідники вирівнювання потенціалів;
IEC 60364-7-712 Налаштування функції відключення. На стороні постійного струму ФЕ інвертора повинен бути встановлений роз'єднувач навантаження! Відключення може бути реалізоване за допомогою наступних засобів: роз'єднувач навантаження, роз'єднувач, роз'єднувальні вставки, змінні запобіжники, штепсельні роз'єми. Напівпровідники не можна використовувати як роз'єднувачі! Відповідно до нового стандарту IEC 60364-7-712 позначення системи є обов'язковим (у точці загального приєднання електричної системи, наприклад, ідентифікаційний знак повинен бути прикріплений до коробки виводів будівлі або основного розподільного пристрою будівлі).

Вимоги до випробування згідно з IEC 62446

Системи змінного струму

Тестування всіх ланцюгів змінного струму відповідно до стандарту IEC 60364-6.

Системи постійного струму

Перевірте цілісність функціонального заземлюючого електрода та провідника вирівнювання потенціалів (корпус ФЕ генератора), включаючи з'єднання з головною клемою заземлення - випробування на низький опір;
Перевірте полярність усіх провідників постійного струму та їх з'єднань, та правильність ідентифікації;
Перевірте / виміряйте напругу розімкнутого кола кожного ланцюжка при стабільних умовах опромінення (<5%), порівняйте однакові ланцюжки;
Переконайтесь, що всі ФЕ ланцюжки ізольовані між собою — роз'єднувачі та розподільні пристрої повинні бути розімкнені;
Функціональна перевірка правильного встановлення та підключення, перевірка відмови мережі;
Опір ізоляції для ланцюгів постійного струму — 2 процедури випробування відповідно до МЕК:
Випробування 1: між негативним електродом ФЕ генератора і землею з подальшим випробуванням між позитивним електродом ФЕ генератора і землею;
Випробування 2: між землею та негативним і позитивним електродами ФЕ генератора, коли електроди короткозамкнені.

Малюнок 4: Процедури випробування відповідно до МЕК

Випробування та складання документації після першого пуску

Сторона, відповідальна за налаштування ФЕ системи, повинна написати звіт про кожну процедуру запуску. Важливий вміст звіту включає вимірювані значення та системні дані.

Документальне оформлення вимірюваних значень

Опір ізоляції на стороні постійного струму;
Опір заземлення системи;
Напруга розімкнутого кола генератора;
Напруга розімкнутого кола ланцюжка;
Струм короткого замикання ланцюжка;
Падіння напруги на діоді і запобіжнику для систем з діодами / запобіжниками ланцюжків (клемні коробки генератора);
Необов’язкове вимірювання характеристичних кривих окремих ланцюжків;
Підготовка термограм ФЕ генератора, а також розподільного пристрою та запобіжників.

Вимоги до документації

Після встановлення або періодичної перевірки підключених до електромережі ФЕ систем для замовника, інспектора або інженерів з технічного обслуговування повинна бути підготовлена документація з основними системними даними.