Proces uruchamiania i testowania w przemys³owych projektach PV

Przemys³owe farmy fotowoltaiczne powstaj± w coraz wiêkszej liczbie i przewiduje siê, ¿e ten zwy¿kowy trend bêdzie d³ugotrwa³y. Jest oczywiste, ¿e oczekuje siê od nich bezpiecznej i niezawodnej produkcji energii elektrycznej wytwarzanej przez co najmniej 25 i wiêcej lat ich dzia³ania
Budowa farm fotowoltaicznych o skali przemys³owej mo¿e trwaæ nawet kilka lat licz±c od podjêcia decyzji zarz±dczej do chwili rozpoczêcia eksploatacji. Proces ten zazwyczaj obejmuje zabezpieczenie finansowania, zagospodarowanie terenu, badania po³±czeñ miêdzysystemowych, oceny ¶rodowiskowe, uzyskanie warunków przy³±czenia od OSD, opracowanie projektów i uzyskanie pozwoleñ budowlanych, zakup materia³ów i przeprowadzenie robót budowlano- monta¿owych.
W profesjonalnie prowadzonym procesie budowy przemys³owych farm PV ostatnim etapem przed rozpoczêciem eksploatacji jest uruchomienie i testowanie systemu. Na tym etapie prowadzona jest optymalizacja dzia³ania farmy i pozyskiwanie danych niezbêdnych do prowadzenia efektywnej eksploatacji, w tym szybkiej identyfikacji problemów powoduj±cych nadmiern± redukcjê produktywno¶ci w ca³ym okresie ¿ycia instalacji.
Na przestrzeni okresu ¿ycia instalacje PV podlegaj± ekstremalnym warunkom ¶rodowiskowym i efektom degradacji elementów, z tego wzglêdu stan i dzia³anie ka¿dej instalacji fotowoltaicznej musi byæ szczegó³owo weryfikowane nie tylko przed oddaniem do eksploatacji, ale równie¿ w okresie gwarancyjnym i w ustalonych interwa³ach czasowych przez ca³y okres eksploatacji.
Niestety, w³a¶ciwie prowadzony etap testowania i uruchamiania farm PV jest ci±gle jeszcze niedoceniany przez inwestorów (najczê¶ciej w ramach ¼le pojêtej oszczêdno¶ci) , co prowadzi najczê¶ciej do rozpoczêcia eksploatacji farm, które po kilku latach, najczê¶ciej ju¿ po zakoñczeniu okresu gwarancyjnego, ulegaj± przy¶pieszonej degradacji i w konsekwencji do nadmiernego obni¿enia wydajno¶ci oraz op³acalno¶ci ca³ego przedsiêwziêcia, czêsto na poziomie 20 do 25%. Korzystaj± na tym nierzetelni lub niedouczeni projektanci i wykonawcy, których trudno zweryfikowaæ w obecnej sytuacji, gdy szybki wzrost liczby inwestycji powoduje lawinowy przyrost liczby firm wykonawczych nie posiadaj±cych odpowiedniej kadry, narzêdzi i kompetencji technicznych.
Czynno¶ci rozruchowe oraz testy, badania i pomiary du¿ych instalacji PV powinny byæ prowadzone praz wyspecjalizowane ekipy serwisowe dysponuj±ce szerokim wachlarzem aparatury i dedykowanego sprzêtu pomiarowego. Wyniki winny byæ poddane starannej interpretacji przez do¶wiadczonych in¿ynierów o wysokich kompetencjach w zakresie fotowoltaiki.
Etap testowania i uruchamiania jest integralnym elementem procesu inwestycyjnego, zapewniaj±cym prawid³owe przekazanie obiektu w³a¶cicielowi farmy PV. Na tym etapie ustalone zostaj± podstawowe poziomy operacyjne systemu i ostateczna weryfikacja, czy ka¿da czê¶æ systemu dzia³a zgodnie z odpowiednimi specyfikacjami. Te procedury weryfikacji maj± kluczowe znaczenie dla d³ugookresowej, bezpiecznej i efektywnej pracy elektrowni s³onecznej. Pozytywne wyniki testów stanowi± podstawê do sporz±dzenia szczegó³owych protoko³ów potwierdzaj±cych, ¿e instalacja spe³nia zamierzone cele wytwórcze.
Profesjonalne uruchomienie powinno byæ dobrze udokumentowanym i kontrolowanym procesem inicjowania pracy elektrowni fotowoltaicznej oraz rejestrowania zdolno¶ci instalacji do spe³nienia zaprojektowanych wymagañ dotycz±cych wydajno¶ci.
Mimo istnienia szczegó³owych norm definiuj±cych zakres i sposób prowadzenia ró¿norodnych badañ i zaawansowanych testów, to procedury najwa¿niejsze z punktu widzenia zapewnienia d³ugookresowej wydajno¶ci elektrowni PV o skali przemys³owej nie nale¿± do wymaganych w tym zakresie standardów. Z tego wzglêdu szczegó³owe wymagania powinny zostaæ zawarte w umowach wykonawczych oraz w specyfikacjach technicznych wykonania i odbioru robót (STWiOR) , stanowi±cych integraln± czê¶æ dokumentacji projektowej.
Czynno¶ci rozruchowe, testy, badania i pomiary du¿ych instalacji PV powinny byæ prowadzone praz wyspecjalizowane ekipy serwisowe dysponuj±ce szerokim wachlarzem aparatury i dedykowanego sprzêtu pomiarowego. Wyniki winny byæ poddane starannej interpretacji przez do¶wiadczonych in¿ynierów o wysokich kompetencjach w zakresie fotowoltaiki.
Trzeba podkre¶liæ, ¿e wykonawcy na ogó³ nie dysponuj± odpowiedni± aparatur± pomiarow± ani specjalistami o zaawansowanych kompetencjach pozwalaj±cych nale¿ycie interpretowaæ wyniki.
Prze¶led¼my kilka najwa¿niejszych testów, wskazanych w europejskiej normie EN PN 62446.
- Uruchomienie rozpoczyna siê od kontroli prefunkcyjnych. S± to bardzo szczegó³owe kontrole jako¶ci w celu potwierdzenia prawid³owego zainstalowania kluczowych komponentów elektrowni. Ten pierwszy krok fizycznie weryfikuje, czy zespó³ rozruchowy mo¿e bezpiecznie przej¶æ do kolejnych etapów procesu.
- Pomiary i badanie krzywych I-V obrazuj±cych funkcjê I=f(U), tj. przebieg pr±du I [A] w funkcji napiêcia U [V]. Pomiary zale¿no¶ci pr±du od napiêcia I-V przeprowadza siê dla ka¿dego ³añcucha szeregowo po³±czonych paneli PV. Jednocze¶nie prowadzone pomiary warto¶ci natê¿enia promieniowania s³onecznego i temperatury paneli umo¿liwiaj± przeliczenie rzeczywistych wyników na warunki standardowe w celu porównania z krzywymi deklarowanymi przez producenta modu³ów dla warunków okre¶lonych w Standard Test Conditions (STC).
Kluczowe z punktu widzenia wiarygodno¶ci pomiarów charakterystyk I=f(U) modu³ów PV jest zapewnienie, ¿e w ca³ym zakresie temperatur pracy gwarantowana dok³adno¶æ ca³ego systemu pomiarowego jest nie gorsza ni¿ 5%, przy czym dok³adno¶æ systemu pomiarowego silnie zale¿y od dok³adno¶ci samego przyrz±du, wzorcowego fotoogniwa oraz czujnika temperatury i rozmieszczenia czujników w terenie, poniewa¿ ta dok³adno¶æ istotnie wp³ywa na jako¶c ekstrapolacji do warunków standardowych (STC).
 Wynik testu termowizyjnego na farmie PV. Pomiary wykonane dronem z kamer± IR o wysokiej rozdzielczo¶ci
Pomiary termograficzne dla ich wiarygodno¶ci powinny byæ wykonywane kamer± termowizyjn± o wysokiej rozdzielczo¶ci. Staranna analiza uzyskanych obrazów termograficznych pozwala zidentyfikowaæ m.in. wadliwe panele PV, wykryæ tzw. gor±ce punkty czy wskazaæ nienale¿ycie wykonane z³±cza kabli DC. Na rozleg³ych farmach fotowoltaicznych do pomiarów termograficznych wykorzystywane s± zaawansowane technicznie kamery zainstalowane na dronach, co zdecydowanie przy¶piesza czas potrzebny na ich przeprowadzenie.
- Testy wydajno¶ci, nale¿±ce do kluczowych badañ dedykowanych dla przemys³owych farm fotowoltaicznych, polegaj± na zbieraniu w czasie rzeczywistym i analizie parametrów, jednocze¶nie po stronie DC i AC, synchronicznie z wynikami pomiarów natê¿enia promieniowania s³onecznego, temperatury otoczenia, wilgotno¶ci i temperatury paneli. Zazwyczaj czas trwania testu wydajno¶ci wynosi 72 godziny nieprzerwanej pracy elektrowni PV. Ilo¶æ energii generowana po stronie AC i DC porównywana jest z warto¶ciami oczekiwanymi w danych warunkach, aby potwierdziæ, ¿e elektrownia spe³nia wymagania odno¶nie wydajno¶ci okre¶lone w umowach. Testy wydajno¶ci powinny byæ wykonywane corocznie w celu potwierdzenia, ¿e elektrownia PV nadal spe³nia te wymagania.
- Wybrane wyniki pomiarów uzyskanych podczas testów wydajno¶ci, w szczególno¶ci uzyskane przy natê¿eniu promieniowania s³onecznego od 600 do 800 W/m2 (zale¿nie od stopnia przewymiarowania generatora DC wzglêdem sumy nominalnych mocy inwerterów) mog± byæ wykorzystywane podczas eksploatacji do wyznaczania krótkookresowych warto¶ci wska¼nika wydajno¶ci PRT[%]. Okre¶lone zmiany tego wska¼nika mog± wskazywaæ na potrzebê podjêcia wyprzedzaj±cych dzia³añ zapobiegaj±cych powa¿niejszym awariom
Wszelkie testy rozruchowe powinny byæ dobrze udokumentowane za pomoc± zdjêæ, list kontrolnych i arkuszy rejestracji danych. Dane te powinny byæ odpowied-nio zorganizowane i przechowywane, poniewa¿ mog± byæ wielokrotnie przywo³ywane w okresie ¿ycia farmy i stanowiæ wiarygodn± postawê ewentualnych roszczeñ wobec producentów g³ównych elementów objêtych wieloletnimi gwarancjami produktowymi.
Brak dokumentacji z nale¿ycie przeprowadzonych testów i pomiarów praktycznie wyklucza uzyskanie ¶wiadczeñ z tytu³u gwarancji produktowych lub z tytu³u ubezpieczenia farmy.
Testy i pomiary rozruchowe oraz wykonywane w okresie gwarancyjnym winny byæ prowadzone przy udziale lub przez niezale¿nych in¿ynierów - do¶wiadczonych specjalistów w dziedzinie fotowoltaiki, poniewa¿ trudno oczekiwaæ, ¿e wykonawca robót przedstawi wyniki, które mog³yby mu groziæ roszczeniami z tytu³u udzielonyxh gwarancji. |