Archiwa tagu: pomiar natężenia promieniowania słonecznego

Pomiary elektryczne instalacji fotowoltaicznej

Instalacja fotowoltaiczna najczęściej składa się z części prądu stałego i prądu zmiennego. Zakres wartości mierzonych wielkości elektrycznych zależny jest od wielkości i rodzaju instalacji fotowoltaicznej.

Pomiary elektryczne instalacji fotowoltaicznej

A. Część prądu stałego
napięcie elektryczne zwykle zawiera się w zakresie do 750 – 1000 V (wartości te są maksymalnymi dopuszczalnymi napięciami pracy zarówno większości inwerterów, jak i modułów fotowoltaicznych),
prąd elektryczny w małych instalacjach osiąga zwykle kilka do kilkunastu amper (do 100 kWp), natomiast w średnich i dużych instalacjach prądy mogą osiągać wartości nawet kilka tysięcy amper (w szczególności w przypadku instalacji z inwerterami centralnymi).
B. Część prądu zmiennego
napięcie elektryczne typowe 220/380 V (małe instalacje fotowoltaiczne), a w przypadku konieczności podłączenia do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej średniego lub wysokiego napięcia wartości te odpowiadają napięciu sieci elektroenergetycznej (może to być na przykład 15, 20 lub 30 kV),
prąd elektryczny po stronie prądu zmiennego uzależniony jest to wielkości (mocy instalacji) oraz napięcia jej pracy. W przypadku większych instalacji zmuszeni jesteśmy do przejścia na średnie lub wysokie napięcia z uwagi na konieczność ograniczenia strat elektrycznych występujących podczas przesyłu energii elektrycznej w sieci energetycznej. Zwykle pądy w małych instalacjach nie przekraczają wartości kilkudziesięciu amper (przy średniej wielkości instalacji kilkuset amper).

Pomiary elektryczne instalacji fotowoltaicznej

Teoretycznie pomiary wielkości elektrycznych instalacji fotowoltaicznej możemy przeprowadzić przy pomocy mierników uniwersalnych, posiadających stosowne zakresy pracy. Problemy mogą się pojawić w przypadku pomiarów napięć powyżej 1000 V oraz prądów elektrycznych o wartościach powyżej 10A (konieczność stosowania przekładników prądowych lub napięciowych).

Ponadto elementem niezbędnym przy wykonywaniu pomiarów elektrycznych jest konieczność ustalenia rzeczywistego natężenia promieniowania słonecznego, które wprost przekłada się na osiągane chwilowe moce przez instalację fotowoltaiczną. Do tego celu niezbędne jest zastosowanie czujników promieniowania słonecznego lub pyranometrów, które pozwalają na pomiar natężenia promieniowania słonecznego [W/m2] i tym samym na oszacowanie chwilowej wartości energii elektrycznej jaką powinna generować instalacja fotowoltaiczna.

Pomiary elektryczne instalacji fotowoltaicznej

Dodatkowym czynnikiem wpływającym na wydajność instalacji fotowoltaicznej jest temperatura, dlatego chcąc prawidłowo ocenić wydajność musimy ją uwzględnić w naszych pomiarach wielkości elektrycznych.

Przykładowo jeśli natężenie promieniowania słonecznego wynosi 300 W/m2 przy temperaturze zewnętrznej 25 st. C, to wtedy przy sprawności modułu fotowoltaicznego na poziomie 15% i polu powierzchni czynnej modułu fotowoltaicznego wynoszącej 1,6 m2, powinniśmy uzyskać moc chwilową na poziomie 72 W (pomimo, że moduł w warunkach standardowych generuje 240 W).

Moc modułów fotowoltaicznych opisywana jest w jednostkach Wp (Watt peak, czyli moc osiąganą przez moduł fotowoltaiczny w testowych warunkach standardowych – STC).

Tym samym zmiana wartości natężenia promieniowania słonecznego oraz/i temperatury powierzchni modułu będą wpływały na zmianę wartości mocy chwilowej generowanej przez instalację fotowoltaiczną – moc rzeczywista.

Mając na uwadze konieczność uwzględnienia przy pomiarach elektrycznych instalacji fotowoltaicznych zarówno temperatury modułu, temperatury otoczenia, jak i wartości natężenia promieniowania słonecznego, dlatego do pomiarów elektrycznych instalacji fotowoltaicznych najczęściej wykorzystywane są specjalistyczne zestawy pomiarowe, które umożliwiają wykonywanie kompleksowych pomiarów instalacji (napięć prądów, natężenia promieniowania, temperatur).

Pomiary elektryczne instalacji fotowoltaicznej