r-energa

  • home
  • o firmě
  • reference
  • kontakt
  • další
    činnosti

     
    Služby

    Efektivita FVE

    Efektivitu FVE elektrárny ovlivňuji mimo jiné také ztráty na vadných fv panelech. Vadná místa se více zahřívají a snižují také životnost panelů.

    Efektivita a termodiagnostika

    Pravidelná měření na fotovoltaických panelech odhalí problémy na modulech, které běžným monitoringem FVE jsou téměř neodhalitelné. Nejrychlejší metodou zjištění potenciálních závad je termovizní měření s využitím vhodné termokamery. Termograf pořízený termokamerou rychle odhalí možný problém na fotovoltaickém panelu. Takto nalezený solární panel následně podrobíme dalšímu měření, které poskytne údaje potřebné pro jeho reklamaci, výměnu, případně doporučení na další sledování.

    Proč nestačí běžný monitoring FVE ?

    Běžným monitoringem není možné zjistit malé odchylky způsobené poruchou jednotlivých panelů. Pokud je výkonová ztráta větší než zadané procento v SW aplikaci, které porovnává jednotlivé měřené vstupy, monitoring nás na to upozorní. Menší ztráty než je v systému nastaveno nejsem bez termovizního měření schopen detekovat ani porovnáním grafů.

    Jakou ztrátu nám způsobí za rok závada na jednom solárním panelu?

    Pro příklad uvedu zapojení 230Wp panelu do stringu s 20 panely. Tento string je paralelně zapojen na vstup střídače s dalšími dvěma stringy. Závady na panelech z pohledu výkonové ztráty lze rozdělit do tří skupin.

    FV panel nedává vůbec žádný výkon: z celkového výkonu tří paralelně spojených stringů o 20ti panelech je výkonová ztráta na tomto vstupu střídače 1,66%. Mám li nastaveno 5% na porovnávání ztráty na vstupech, neobdržím hlášení o poruše a ani na grafech tuto závadu neuvidím.  Budu li uvažovat výnos 1000 kWh/kWp za rok a cenu výkupu 11,40 Kč, bude ztráta za rok 220kWh a to je 2.517 Kč/rok

    FV panel nejede na plný výkon díky proklemované bypass diodě: budu li uvažovat, že panel jede na 1/3 výkon (má 3 bypass didy, které v případě vady mohou přemostit třetinovou část panelu), bude ztráta za rok 73 kWh a to je 836 Kč/rok

    Vadná buňka na FV modulu ovlivňuje výkon celého stringu: stringem protéká proud, který ovlivňuje nejméně výkonná FV buňka celého stringu. Tyto všechny buňky jsou spojeny v sérii. Vadná buňka na panelu nám tedy způsobí pokles proudu v celém stringu a tím i celkový výkon. Takto poškozený panel ovlivňuje proud celého stringu až do doby dokud nevyřadí vadnou buňku z činnosti bypass dioda. Ztráta způsobena přemostěnou bypass diodou činí 836 Kč/rok, větší ztrátu však paradoxně způsobí buňka, která ještě nezpůsobí překlenutí diody a to proto, že ovlivní protékající proud celého stringu.

    Jaká je poruchovost, procento nalezených vadných panelů?

    U nově instalovaných solárních elektráren je 1 až 5 %  nalezených vadných panelů. 

    Zkracuje se životnost fotovoltaických panelů nadměrným zahříváním?

    Zvýšením teploty nad doporučení výrobce o 10°C se může snížit životnost panelu až o 50%!

     

    Bezpečnost FVE

    Termovizní měření pomáhá eliminovat nebezpečí vzniku požáru fotovoltaických elektráren.

    Bezpečnost a termodiagnostika

    Bezpečnost fotovoltaických elektráren je možné zajistit pouze pravidelným měřením. Fotovoltaická elektrárna se skládá z fotovoltaických modulů, elektrické instalace, měničů a transformátorů. Použití termokamery pro zjištění závad a potenciálních nebezpečí na těchto zařízeních je z hlediska jejího principu přímo předurčeno pro odhalení nebezpečí vzniku velkých škod.

    Příklady závad na elektrických instalacích

    Uvolněné nebo zkorodované spoje

    Přechodový odpor v elektroinstalaci může způsobit požár. Zvyšující teplota je způsobena zvýšeným elektrickým odporem ve spoji. Tento přechodový odpor může způsobit špatně dotažený nebo zkorodovaný kontakt, jak je uvedeno na termografu, kde teplota spoje dosahuje 92,5°C! Včastné odhalení těchto závad může zabránit vysokým škodám.

    Rozvaděč na FVE elektrárně  Termogram - špatně dotažení spoje

    Poruchy na střídači nebo transformátoru

    Termokamera se uplatní také při kontrole střídačů a transformátorů při hledání problémů spojených se zbyšujícím se oteplením jejich součástí.  U transformátorů mohou být problémy na nízkonapěťové i vysokonapěťové straně, nebo se může jednat přímo o problémy se samotným vinutím.

     

    Monitorování stavu polohovacích motorů trackerů

    Termokamera umožní odhalit různé příčiny závad, jako jsou například podmínky okolí, nesprávné dimenzování nebo poruchový provoz, který se odhalí zvýšeným zahříváním, čímž je ohrožena dlouhodobá životnost a bezpečnost provozu.

     

    Nebezpečí vzniku požáru a termodiagnostika

    Termovizní měření dokáže odhalit nebezpečí požáru. Na FVE zařízeních se přenáší vysoké výkony. Nedokonalé spoje, poddimenzované nebo nevhodné součástky, špatná údržba, to vše může způsobit požár. Vznícení může způsobit rozsáhlé škody což dokazuje spousta příkladů těchto tragedií.

    Požár fotovoltaické elektrárny

    http://tn.nova.cz/zpravy/regionalni/solarni-elektrarna-u-tabora-v-plamenech-skoda-je-15-milionu.html

    http://www.firebrno.cz/pozar-fotovoltaicke-elektrarny-zasahl-30-panelu

    http://www.nazeleno.cz/energie/fotovoltaika/solarni-panely-a-pozar-muze-vam-shoret-dum.aspx

    http://www.pozary.cz/clanek/22892-na-hodoninsku-horela-fotovoltaicka-elektrarna/

    http://brno.idnes.cz/pozar-znicil-menirnu-fotovoltaicke-elektrarny-skoda-je-deset-milionu-1eb-/brno-zpravy.aspx?c=A110227_174942_brno-zpravy_cem

    http://www.listyjm.cz/cerna-kronika/pozar-znicil-rozvadece-fotovoltaicke-elektrarny-v-oslavanech-skoda-je-osm-milionu.html

     

     

    Závady na FV modulech

    Závady solárních panelů

    Závady na fotovoltaických modulech zjištěných termokamerou 

    Mezi hlavní příčiny vad na fotovoltaických panelech patří:

    - rozdílná technologická úroveň výrobců a výroby

    - mechanický stres při manipulaci a dopravě

    - nevhodná a neodborná instalace

    - působení nepříznivých vlivů

    - plagiátorství

    Chybné připojení části modulu

    Špatný kontakt uvnitř FV modulu přerušil seriové spojení článku a vyřadil tím třetinu FV modulu z provozu. Všechno absorbované sluneční záření v odpojené části modulu se mění v teplo a je proto teplejší než ta část modulu, kde je přeměněna energie odebíraná ve vormě elektrického proudu. Vyrobený proud od okolních modulů tedy prochází bypassovou diodou, která je jím namáhaná a zahřívá se.To je vidět na druhém snímku, který je pořízen ze zadní strany.

    termogram z termovizního měření - vadný spoj  termogram z termovizního měření - zahřátá bypass dioda

    Vadná buňka fotovoltaického panelu

    Vadná buňka fotovoltaického panelu sníží výkon celého stringu. K závadě došlo pravděpodobně při výrobě. Tento fotovoltaický modul má pouze jednu bypass diodu a proto je solární buňka namáhaná vysokým závěrným napětím celého modulu. Podle termografu je teplota FV buňky přes 100°C. Hrozí vážné poškození FV panelu nebo nebezpečí požáru.  Jelikož FV panely nelze vypnout, hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem v případě hašení.

    Snímek fotovoltaického modulu - vadná buňka  termogram z termovizního měření - vadná buňka

    Zastínění fotovoltaického panelu

    Zastíněním buňky z důvodu znečištění dochází k jejímu přepólování. Takto zastíněná buňka se stane spotřebičem a její teplota rapidně roste. Způsobuje ztráty a nebezpečí požáru. Se vzrůstající teplotou se také snižuje životnost celého modulu. Výrobce uvádí, že vzrůst teploty o 10 %  může snížit životost FV modulu až o polovinu! I

    FV panel zastíněn  Termogram zastíněného solárního panelu

    Znečištění od ptactva nebo zastínění rostlinami sníží výkon daného stringu a zvýší teplotu zastíněných FV buněk.

    Vadná bypass dioda

    Pokud dojde k poruše jedné z by-pass diodě na panelu (obyčejně 3 diody) dojde následně také k význámnému poklesu napětí i výkonu daného panelu (o cca 1/3).  V případě, že se dioda přeruší a dojde ve stringu panelu (3 stringy) k poruše buňky, bypass dioda nevyřadí vadnou část panelu z provozu. Vadná buňka se začne chovat jako spotřebič a ovlivní výkon celého stringu sériově spojených panelů.

    Závady FV panelů vzniklé při montáži, přepravě a vlivem působením nepříznivých vlivů

    Výrobce solárních panelů udává montážní postup, který specifikuje možné způsoby uchycení včetně doporučených příchytek, minimálních roztečí mezi nimi a řadu jiných parametrů.

    Pokud se nedodrží dané parametry a montážní postup, nelze uplatnit záruku při poškození panelů větrem, deštěm, sněhem, atd. Obdobně to platí také pro pravidelnou servisní údržbu. Pravidelné dotahování úchytů na panelech, mytí panelů a odstraňování sněhové pokrývky. Výrobci stanovuji maximální bodové zatížení při montáži a údržbě.

    Většina vlastníků FVE o tom vůbec nic neví. Takto vadné panely pochází z doby montáže, provozu (vliv počasí) a také po pravidelné údržbě. Pokud po údržbě kvalitní monitoring odhalí pokles výkonu, dá se doba poškození prokázat a požadovat od servisní společnosti náhradu. Výrobce neuzná záruku jednoduše proto, že nebyly splněny podmínky montáže a údržby - o panel se třeba někdo více opře, někdo jiný na něj stoupne atd..

    Naše doporučení - vždy si nechte prokázat, že servisní firma zná podmínky pro montáž a údržbu panelu daného výrobce a tyto podmínky bude dodržovat! Tyto vady jsou většinou špatně viditelné a mohou se stát drahou záležitostí. Po zjištění závady se bude hodit záznam z provozního deníku o servisní údržbě jako podklad pro písemné uznání škody. Pokud se jedná o solidního dodavatele služby, jsou proti takovým škodám pojištěni.

     

    Termokamera

    Termokamera neměří teplotu, měří intenzitu elektromagnetického záření a tuto hodnotu přepočítává na teplotu.

    Termokamera

    Termokamera neměří teplotu, měří intenzitu elektromagnetického záření v infračerveném spektru a tuto naměřenou hodnotu přepočítává podle stanovených pravidel na teplotu. Výstupem termografického měření termokamerou je termogram. Termogram je snímek, který zobrazuje rozložení povrchových teplot v barevné škále, kde každé hodnotě teploty odpovídá jiná barva podle zvolené barevné stupnice.

    Na základě těchto zobrazení je možné nalézt teplotní anomálie velice rychle.Termokamera je ideální nástroj pro monitorování funkčnosti a kontrolu fotovoltaických panelů.

     

     

    Podmínky termovizního měření FVE

    Termovizní měření je potřeba provádět při vhodných podmínkách a opakovaně.

    Podmínky termovizního měření FVE

    Aby docházelo k teplotním rozdílům, musí být solární elektrárna v provozu. Mezi nejůležitější podmínku patří počasí. Ideální počasí je bezvětří s dostatečným slunečním zářením alespoň 500 W/m2. Vítr způsobuje ochlazování panelů stejně tak jako déšť. Mraky také způsobují odrazy na FV modulech a mohou způsobit zdánlivé tepelné anomálie. Pokud se anomálie pohybuje při změně místa měření, jedná se vždy o odraz.

    Ideální podmínky pro měření

    Stabilní počasí,  zatažená obloha pokud možno bez přímého slunečního záření, žádný déšť a sníh, bezvětří,  bez zdrojů rušivého záření v okolí. 

    Kdy je vhodné provádět termovizní měření?

    Termovizní měření na FVE elektrárnách slouží jako prevence proti finančním škodám a to buď ze strany výkonové optimalizace nebo závad na elektrických zařízeních.

    Je výhodné udělat kontrolu fotovoltaických modulů co nejdříve po instalaci. Odhalí se vadné panely, které se vymění. Panely, které na termografu vykazují zvýšenou teplotu, ale ještě se pohybují ve výkonové toleranci dané výrobcem, se zaevidují s referenčním termografem pro pozdější sledování.

    Určitě doporučujeme si nechat udělat termovizní měření fv modulů před koncem záruční doby. Nárok na reklamaci může být uplatněn jen pokud se prokáže, že je panel mimo toleranční výkonové pásmo.

    Pokud chci zajistit optimální výkon a bezpečnost provozu zařízení, je potřeba provádět pravidelná periodická měření.

     

    Teorie - termodiagnostika

    Infračervená termografie je vědní obor, který se zabývá analýzou rozložení teplotního pole na povrchu tělesa a to bezkontaktním způsobem.

    Teoretické základy

    Infračervená termografie je vědní obor, který se zabývá analýzou rozložení teplotního pole na povrchu tělesa a to bezkontaktním způsobem. Úkolem termografie je analýza infračervené energie vyzařované tělesem (každý objekt s teplotou vyšší než absolutní nula (0 Kelvinů=-273,15 °C) vydává infračervené záření, které není lidským okem viditelné). Termografickým měřicím systémem lze zobrazit teplotní pole měřeného objektu, ale pouze na jeho povrchu. Obor termografie se v širším měřítku rozvinul společně s rozšířením infračervených kamer, pro které se obecně vžilo slovo termovizní kamera, resp. termovize. Tento termín vznikl z názvu prvního výrobce infračervených kamer, firmy Thermovision, dnes FLIR.

    Jak zjistil fyzik Max Planck již v roce 1900, existuje souvislost mezi teplotou tělesa a intenzitou jím vyzařovaného infračerveného záření.

    Termokamera měří ve svém zorném poli dlouhovlnné infračervené záření. Z toho dopočítá teplotu měrného objektu. Výpočet vypočítává s ohledem na stupeň emisivity (ε) povrchu měřeného objektu a kompenzace odražené teploty (RTC = Reflected Temperature Compensation). Obě tyto hodnoty patří mezi nejdůležitější okrajové podmínky, které musíme zadat pro získání termogramů (termosnímků) odpovídajících realitě. 

    Každý pixel detektoru představuje teplotní bod, který je na displeji zobrazen v barevném provedení.

    Termografie (měření teploty pomocí termokamery) je pasivní, bezdotyková měřicí metoda. Vytváří se obraz rozložení teploty
    na povrchu měřeného objektu. Pomocí termokamery nelze meřit vnitřní teplotu objektu ani teplotu objektu v pozadí
    .

    Základní pojmy:

    Emisivita (ε) - Emisivita povrchu je bezrozměrné číslo z intervalu 0 až 1 a je to poměr energie vyzařované objektem při jeho dané teplotě k energii vyzařované ideálním tělesem (černým tělesem) při stejné teplotě. Absolutně černé tělesoemisivitu 1,0. Je jakýmsi měřítkem ochoty materiálu pohlcovat a tedy i vyzařovat infračervné záření. Hodnoty emisivity nekovových materiálů si můžete stáhnout zde a kovových zde.

    Záření vstupující do termokamery se skládá z více složek - vyzářené, odražené a přenesené složky infračerveného záření, které vychází z objektu v zorném poli termokamery.

    Reflexe (ρ) - je konstanta, specifická pro každý materiál, která udává schopnost tělesa odrážet záření.

    Přenos - transmise (τ) - stupeň přenosu (τ) je měřítkem schopnosti materiálu propouštět infračervené záření.

    Kirchhofský zákon záření

    Záření, pohlcené termokamerou, sestává z vyzářené, odražené a přenesené složky infračerveného záření.

    Součet těchto složek je vždy roven 1:

    ε+ρ+τ=1

    Neboť prostup v praxi nehraje žádnou roli, součinitel prostupu τ ve vzorci zanedbáme a zjednodušený výraz pak vypadá takto.

    ε+ρ=1

    Je zde patrný vztah mezi emisivitou a odraženým zářením:

    čím je nižší emisivita,

    - tím je vyšší podíl odraženého záření,

    - tím obtížnější je přesné stanovení měřené teploty

    - tím důležitější je přesné nastavení kompenzace odražené teploty (RTC)

    Souvislost mezi emisí a reflexí


    1. Měřené objekty s vysokou emisivitou (e ³ 0,8):
        Mají nízkou odraznost (r): r = 1 - e.
        Vaši teplotu je možné velice dobře měřit pomocí termokamery.


    2. Měřené objekty se střední emisivitou (0,8 < e < 0,6):
        Mají střední odraznost (r): r = 1 - e.
        Teplotu  objektu je možné dobře měřit pomocí termokamery.


    3. Meřené objekty s nízkou emisivitou (e £ 0,6)
        Mají vysokou odraznost (r): r = 1 - e.
        Měření  objektu je pomocí termokamery možné, ale naměřené hodnoty je potřeba posuzovat kriticky.
        Je nezbytné správně nastavit kompenzaci odraženého záření, neboť to má velký vliv na výpočet teploty.

    Zvláště v případě velkých teplotních rozdílů mezi meřeným objektem a jeho okolím je správné nastavení emisivity extrémně důležité.

     

    Postup termosnímkování

    1.termín měření 2.termovize na místě 3.anylýza termografů 4.vyhodnocení 5.opakovaná měření

    Postup termosnímkování

    1. sjednání termínu termovizního měření

    při měření je potřeba dodržet podmínky měření. Při návrhu termínu je  nutno zohlednit další podmínky jako je počasí, velikost elektrárny.... Termín tedy nelze naplánovat přesně na den k časově vzdálenému datu, je nutná telefonická domluva.

    2. termovizní měření na místě

    technik provádějící měření zkontroluje předem domluvený rozsah a nasnímá podezřelé závady. U podezřelých modulů, může dále provést podrobnější měření. I když se může fotovoltaický panel jevit na termogramu jako vadný, neznamená to, že splňuje podmínky na reklamaci. Výrobce uvádí výkonovou toleranci panelu a právě tato podrobnější měření volt-ampérové charakteristiky je schopno stanovit, zda je tento panel již mimo toleranci.

    3. analýza výsledků termovize

    po ukončení termografického měření se data z termokamery uloží do počítače, kde se následně zanalyzují, vyberou se nejvhodnější snímky, ty se dále zpracují ve specializovaném programu.

    4. vyhotovení protokolu a závěrečné zprávy 

    tato zpráva obsahuje obrazové výstupy z měření ( termogramy ), dále obsahuje podmínky měření, popis naměřených hodnot a jejich výklad a další doporučení. Závěrečnou zprávu posíláme elektronicky nebo v tištěné formě.

    5. opakované termovizní měření

    jelikož se jedná o technologii podlehající stáří a degradaci doporučujeme pravidelné periodické kontroly. Jsme přesvědčeni o tom, že se jedná o nutnost z hlediska profesionální péče o zařízení. Termovizní měření je velice rychlá metoda k zajištěni bezpečnosti a minimalizaci finančních ztrát.

     

    Ceník služby

    sdgdfgf

    Ceník

     

    Poptávkový formulář na termodiagnostiku

    xfbgfchb

    Poptávkový formulář termodiagnostiky