Nowo¶ci
Proces testowania i uruchamiania w przemys³owych projektach PV

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).

  • Pomiary termograficzne.


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.