Firmy wykonawcze, realizujące instalacje fotowoltaiczne są zobowiązane do wykonania pomiarów elektrycznych. Warto wiedzieć, że nie wszystkie z nich są obowiązkowe.

Wśród pomiarów podstawowych znajdują się:
● Sprawdzenie polaryzacji
● Pomiar ciągłości przewodów
● Pomiar rezystancji izolacji przewodów strony AC i DC
● Pomiar rezystancji uziemienia
● Pomiar impedancji pętli zwarcia i ocena skuteczności ochrony przeciwporażeniowej
● Pomiar napięć i prądów łańcuchów modułów

Z kolei wśród pomiarów uzupełniających można wymienić:
● Pomiary krzywych prądowo-napięciowych
● Pomiary kamerą termowizyjną

Pomiary podstawowe

Testy i pomiary podstawowe powinny obejmować minimum test wszystkich obwodów AC zgodnie z wymaganiami IEC 60364-6, w szczególności pomiar ciągłości przewodów, pomiar rezystancji izolacji, pomiar impedancji pętli zwarcia, pomiar skuteczności ochrony przeciwporażeniowej. Oprócz tego, w wymaganym minimum znajdują się pomiary: napięcia obwodu otwartego łańcuchów modułów, prądu podczas pracy falownika, prądu zwarcia łańcuchów modułów pomiar rezystancji izolacji oraz test poprawności biegunowości. Instalacja powinna też przejść próbę funkcjonalności.

Firma wykonawcza powinna również zrobić pomiary uziemienia oraz sprawdzić polaryzację. Na szczęście większość falowników jest chroniona przed odwrotną polaryzacją i w przypadku podpięcia plusa do minusa nic złego nie powinno się stać. Instalatorzy powinni również sprawdzić iloczyn liczby modułów i napięcia obwodu otwartego. To oczywiście będzie bardziej znaczące przy większej liczbie łańcuchów modułów.

Pomiar rezystancji izolacji przewodów AC i DC pozwala na wykazanie, czy gdzieś na trasie kablowej przewody nie zostały przecięte. Z kolei pomiar impedancji pętli zwarcia pozwala na ocenę skuteczności ochrony przeciwporażeniowej za pomocą wyłączników nadprądowych.

Pomiary uzupełniające

Pomiary uzupełniające nie są obligatoryjne, ale pozwalają tak naprawdę sprawdzić, czy instalacja działa poprawnie. Wśród nich można wymienić pomiary kamerą termowizyjną oraz pomiary krzywych prądowo-napięciowych.

Do przeprowadzenia obu pomiarów uzupełniających, potrzebne są odpowiednie warunki atmosferyczne, a w szczególności odpowiednie natężenia promieniowania słonecznego – najlepiej około 700 W/m2, a minimum 400 W/m2.

Analiza charakterystyki prądowo-napięciowej

Dzięki przeprowadzeniu analizy prądowo napięciowej możliwa jest weryfikacja poprawności działania łańcucha modułów, w tym odpowiednia wydajność w zakresie mocy, prądu i napięcia.

Przykładowa krzywa prądowo-napięciowa

Warto wykonać analizę charakterystyki prądowo-napięciowej, gdyż jej poprawne wykonanie pozwala na: wykrycie uszkodzenia pojedynczego ogniwa lub grupy ogniw, wysokiej rezystancji łańcucha wynikającej z nieprawidłowych połączeń między modułami, niestarannego zlutowania ścieżek w module, zastosowania kabli o zbyt małym przekroju, degradacji PID, niedopasowania prądowo-napięciowego połączonych modułów, czy zabrudzenia.

Aby ocenić pomiary krzywych prądowo-napieciowych, należy dokonywać ciągłego pomiaru temperatury modułu oraz natężenia promieniowania słonecznego.

Pomiar temperatury modułu i natężenia promieniowania słonecznego

Badanie kamerą termowizyjną

Badania termowizyjne pozwalają wyłapać czy jakieś ogniwo lub dioda by-passowa się nie przegrzewają i ocenić poprawność ich działania.

Przepalone ogniwo fotowoltaiczne

Badanie kamerą termowizyjną pozwala przede wszystkim na wykrycie tzw. hot spotów, wynikających z wewnętrznych uszkodzeń ogniwa. Należy jednak pamiętać, że moduł musi być czysty. Zabrudzenia także będą powodowały przegrzewanie się ogniwa.

Zdjęcie termowizyjne przegrzewającego się ogniwa

Czym wykonuje się pomiary?

Większość najważniejszych pomiarów można wykonać za pomocą mierników przeznaczonych do pomiarów instalacji elektrycznych.

Na rynku dostępne są również specjalne mierniki przeznaczone do instalacji fotowoltaicznych, które posiadają dodatkowe funkcje. W związku z tym, że są to urządzenia dosyć drogie, a ich koszt wynosi kilkanaście tysięcy złotych, w przypadku specjalistycznego miernika warto zainwestować w taki, który będzie w stanie wykonać wszystkie wymagane pomiary. Warto również zwrócić uwagę na certyfikat kalibracji, który potwierdza zachowanie określonej dokładności pomiaru.

/Opracowano na podstawie materiałów z XI Forum Solar+ – Kielce 2020 i książki Bogdana Szymańskiego – Instalacje fotowoltaiczne wydanie VIII/

Redakcja GLOBEnergia