Измервателна техника за фотоволтаични инсталации

• За събиране на детайлна информация за работата на PV системите с цел мониторинг, диагностика и идентифициране на проблеми и тенденции се използва широка гама от измервателни прибори

• Цифровите решения в сегмента изместват аналоговите, тъй като осигуряват бързи, прецизни и надеждни измервания с възможност за събиране и анализ на различни типове данни

• Последното поколение продукти на пазара обхваща леки и удобни преносими уреди с батерийно захранване, устойчиви корпуси и възможности за визуализиране на данни и управление посредством цветен сензорен екран

Собствениците, мениджърите и техническите екипи по обслужване на соларните централи се нуждаят от детайлна, навременна и изчерпателна информация за статуса и работата на фотоволтаичните инсталации, която да подпомогне оптималното им управление и поддръжка в бъдеще. За събиране на детайлна информация за работата на PV системите с цел мониторинг, диагностика и идентифициране на проблеми и тенденции се използва широка гама от измервателни прибори и уреди като анализатори, тестери, волтметри, амперметри, мултицети (мултимери), термовизионни камери, безконтактни термометри, дигитални рулетки, амперклещи, регистратори на данни и др. Цифровите решения в сегмента постепенно изместват аналоговите, тъй като осигуряват бързи, прецизни и надеждни измервания с възможност за събиране на широк набор от различни типове данни, тяхното съхранение и обработка, както и последващото им изпращане към свързани компютъризирани платформи за мониторинг и управление.

Видове измервания и решения

Мониторингът на експлоатационните характеристики на соларните системи включва както регулярни локални измервания с ръчни и портативни уреди, така и непрекъснати дистанционни отчитания в реално време и през програмируем интервал на широк набор от работни параметри с помощта на сензори, дигитални прибори и специализиран софтуер за обработка на резултатите. PV инсталациите и техните компоненти (соларни клетки, модули, стрингове, инвертори и т. н.) подлежат на планирани измервания и проследяване на величини като: мощност, ток, напрежение, фактор на мощността, слънчева радиация, температура, напреженови и токови хармоници, спадове, пикове и преходни процеси на напрежение, анализ на колебания, на качество на енергията, разстояние и др. Тези измервания могат да бъдат извършвани както поотделно със съответните аналогови или дигитални инструменти, така и посредством комбинирани уреди и станции.
Все по-популярни в бранша стават цифровите решения, които осигуряват редица предимства в сравнение с конвенционалните си аналози като по-висока точност, удължен сервизен живот, разширена мултифункционалност, възможност за съхранение и обработка на резултатите, както и комуникационна връзка с компютърни системи. Последното поколение продукти на пазара обхваща леки и удобни уреди в джобен формат с батерийно захранване и възможности за цифрово графично представяне на измерените величини посредством цветен сензорен екран. Дисплеят може да визуализира както резултатите от измерванията в реално време, така и по-стари запазени записи и помощна информация. Вградената памет за съхранение и обработка на данни може да бъде разширена с помощта на карти памет, а комуникационните възможности на тези уреди се гарантират от различно входно-изходни модули и интерфейси за свързване с външни USB памети, компютърни системи и др.
Липсата на подвижни механични елементи в устройството на цифровите измервателни уреди практически елиминира влошаването на точността вследствие на износване. Развитието на технологиите в областта на електрониката и интегралните схеми през последните години прави дигиталните прибори за измерване на параметрите на фотоволтаичните инсталации все по-компактни, достъпни и функционални.

Термовизионни камери и безконтактни термометри

За соларните системи е характерна комбинация от интензивна слънчева радиация и електричество, което прави температурата един от основните показатели, които трябва да бъдат стриктно проследявани. Сред най-популярните решения за обследване на енергийните характеристики на фотоволтаичните съоръжения са термовизионните камери. С помощта на съвременните компактни и лесно преносими уреди в сегмента могат лесно да бъдат откривани зони с по-висока температура по електрическите табла, панелите с прекъсвачи или соларните модули. С термокамера може да се наблюдават и нивата на охлаждащи флуиди, например диелектричните масла в трансформаторите.

При избор на система е препоръчително да се инвестира в такава с висока точност и чувствителност на измерване, голяма разделителна способност и широко зрително поле. Предимства са още интуитивният потребителски интерфейс и усъвършенстваните функции за визуализация и диагностика. Модели с по-висока разделителна способност биха позволили на обслужващия персонал да засече дори най-минималните температурни разлики и отклонения.
Термокамерите за обследване на фотоволтаици е препоръчително да бъдат с високоустойчив на различни външни въздействия корпус и удобна дръжка, за да се редуцират притесненията от повреждането му при използването за продължително време в реална експлоатационна среда. Ключово изискване в тази връзка е и високоиздръжливата батерия, която би позволила безпроблемна инспекция на по-големи масиви и повече обекти наведнъж, без да се налага уредът да се презарежда междувременно.

Безконтактните инфрачервени термометри са друго ефективно средство за мониторинг на температурата. Те правят възможно бързото и точно отчитане на температурните стойности по повърхността на соларните клетки, панели и решетки. Особено предимство тези компактни уреди осигуряват в трудно достъпните зони на съоръженията, където би било трудно позиционирано по-обемно оборудване. Удобна функция са вградените лазерни маркери, които улесняват прецизирането на зоната на измерване. Прецизността на безконтактните термометри зависи от способността на повърхността да излъчва топлинна енергия (в инфрачервения спектър). Ето защо е важно преди използване тези устройства да бъдат калибрирани според съответните PV модули, които ще се обследват.

Цифрови мултимери

Дигиталните мултимери (мултиметри, мултицети) са перфектният многофункционален уред за бързо и лесно измерване на нива на напрежение, нива на ток и съпротивление. Освен при поддръжката на соларни системи, те се използват и по време на тяхната инсталация, както и при отстраняване на проблеми при комбинаторните кутии и инверторите. С предимство са компактните уреди с двойно изолирани силициеви тестови проводници и издръжлив дизайн, които се отличават с широк работен обхват (обикновено до 1500 V DC за соларни приложения), висока точност, устойчив на влага и навлизане на прахови частици корпус, както и възможност за безпроблемна работа при голям диапазон от температури на околната среда. Магнитен калъф значително би улеснил използването на уреда само с една ръка.

Сред популярните функции на цифровите мултимери на съвременния пазар са възможностите за регистриране на данни и наличието на Bluetooth свързаност, които ги правят подходящи за всякакви задачи във връзка с експлоатацията на фотоволтаични съоръжения.

Тестери и устройства за измерване на капацитет

При поддръжката на соларни инсталации се използват и различни устройства за тестване, например на изолационно съпротивление. Използваните в практиката дигитални уреди измерват стойности до 10 kV, тъй като приложенията им включват тестване на високоволтово оборудване, кабели, комутационна апаратура, двигатели и проводници. Функциите им обикновено включват регистриране на проблеми с качеството на захранването, тестове за повреда, проверки на място, както и извършване на времево ориентирани тестови процедури. Предимства са инструментите за генериране на справки и доклади, идентифициране на тенденции в реално време и отдалечена диагностика. Bluetooth свързаността позволява онлайн трансфер на данни и елиминира нуждата от съхранение на данни и бележки.

Друг тип широко използвани в практиката тестери са анализаторите за батерии, тъй като системите за съхранение на енергия са сред елементите на фотоволтаичните инсталации, които изискват адекватно периодично изпитване. Известни още като тестери за импеданс, устройствата в сегмента могат да проверяват показателите на стационарни и преносими батерии. Обикновено са универсални и могат да работят с различни типове батерийни технологии, като позволяват измерване на съпротивление, напрежение, ток и температура.

Уредите за измерване на капацитета на фотоволтаични инсталации също са сред ключовите решения в тази сфера. Те измерват интензитета на слънчевата светлина, общото количество генерирана енергия, ефективността и други свързани параметри. С тяхна помощ могат да бъдат избрани най-подходящите локации за позициониране на соларните панели, както и оптимален ъгъл на насочване.
Както при всички останали типове измервателна техника за PV приложения, и тук предимства са високата точност, кратките времена на реакция, възможностите за регистриране и обработка на данни, компактният и удобен за хващане дизайн и устойчивият корпус.

Дигитални измервателни клещи

Дигиталните амперклещи и другите измервателни уреди тип “клещи”, предназначени за захващане върху повръхността на соларния панел, са отлично решение за обследване и диагностика на фотоволтаични съоръжения (например инвертори) в етапите на инсталация, въвеждане в експлоатация и поддръжка. Ако една PV система не генерира достатъчно соларна мощност при дадено количество слънчева радиация и съответните температурни условия, това би означавало, че в някой от компонентите вероятно е настъпила неизправност. Инверторите традиционно са проектирани да произвеждат електричество при фактор на мощността единица, особено при пълна мощност. Конкретните изисквания към тези системи варират в широки граници, но факторът на мощността обикновено трябва да е над 0,9 при генерирана мощност, по-голяма или равна на половината от пълната мощност. Най-подходящи за извършване на такива измервания са именно уредите тип “клещи”.

Препоръчително е тези устройства да разполагат с възможности за регистриране на данни с времево етикетиране, което би оптимизирало оценката на фактора на мощността спрямо моментното натоварване.