Proces testowania i uruchamiania w przemysłowych projektach PV »

Nowości

Proces testowania i uruchamiania w przemysłowych projektach PV

Proces uruchamiania i testowania w przemysłowych projektach PV

Przemysłowe farmy fotowoltaiczne powstają w coraz większej liczbie i przewiduje się, że ten zwyżkowy trend będzie długotrwały. Jest oczywiste, że oczekuje się od nich
bezpiecznej i niezawodnej produkcji energii elektrycznej wytwarzanej przez co najmniej 25 i więcej lat ich działania

Budowa farm fotowoltaicznych o skali przemysłowej może trwać nawet kilka lat licząc od podjęcia decyzji zarządczej do chwili rozpoczęcia eksploatacji. Proces ten zazwyczaj obejmuje zabezpieczenie finansowania, zagospodarowanie terenu, badania połączeń międzysystemowych, oceny środowiskowe, uzyskanie warunków przyłączenia od OSD, opracowanie projektów i uzyskanie pozwoleń budowlanych, zakup materiałów i przeprowadzenie robót budowlano- montażowych.

W profesjonalnie prowadzonym procesie budowy przemysłowych farm PV ostatnim etapem przed rozpoczęciem eksploatacji jest uruchomienie i testowanie systemu. Na tym etapie prowadzona jest optymalizacja działania farmy i pozyskiwanie danych niezbędnych do prowadzenia efektywnej eksploatacji, w tym szybkiej identyfikacji problemów powodujących nadmierną redukcję produktywności w całym okresie życia instalacji.

Na przestrzeni okresu życia instalacje PV podlegają ekstremalnym warunkom środowiskowym i efektom degradacji elementów, z tego względu stan i działanie każdej instalacji fotowoltaicznej musi być szczegółowo weryfikowane nie tylko przed oddaniem do eksploatacji, ale również w okresie gwarancyjnym i w ustalonych interwałach czasowych przez cały okres eksploatacji.

Niestety, właściwie prowadzony etap testowania i uruchamiania farm PV jest ciągle jeszcze niedoceniany przez inwestorów (najczęściej w ramach źle pojętej oszczędności) , co prowadzi najczęściej do rozpoczęcia eksploatacji farm, które po kilku latach, najczęściej już po zakończeniu okresu gwarancyjnego, ulegają przyśpieszonej degradacji i w konsekwencji do nadmiernego obniżenia wydajności oraz opłacalności całego przedsięwzięcia, często na poziomie 20 do 25%. Korzystają na tym nierzetelni lub niedouczeni projektanci i wykonawcy, których trudno zweryfikować w obecnej sytuacji, gdy szybki wzrost liczby inwestycji powoduje lawinowy przyrost liczby firm wykonawczych nie posiadających odpowiedniej kadry, narzędzi i kompetencji technicznych.

Czynności rozruchowe oraz testy, badania i pomiary dużych instalacji PV powinny być prowadzone praz wyspecjalizowane ekipy serwisowe dysponujące szerokim wachlarzem aparatury i dedykowanego sprzętu pomiarowego. Wyniki winny być poddane starannej interpretacji przez doświadczonych inżynierów o wysokich kompetencjach w zakresie fotowoltaiki.

Etap testowania i uruchamiania jest integralnym elementem procesu inwestycyjnego, zapewniającym prawidłowe przekazanie obiektu właścicielowi farmy PV. Na tym etapie ustalone zostają podstawowe poziomy operacyjne systemu i ostateczna weryfikacja, czy każda część systemu działa zgodnie z odpowiednimi specyfikacjami. Te procedury weryfikacji mają kluczowe znaczenie dla długookresowej, bezpiecznej i efektywnej pracy elektrowni słonecznej. Pozytywne wyniki testów stanowią podstawę do sporządzenia szczegółowych protokołów potwierdzających, że instalacja spełnia zamierzone cele wytwórcze.

Profesjonalne uruchomienie powinno być dobrze udokumentowanym i kontrolowanym procesem inicjowania pracy elektrowni fotowoltaicznej oraz rejestrowania zdolności instalacji do spełnienia zaprojektowanych wymagań dotyczących wydajności.

Mimo istnienia szczegółowych norm definiujących zakres i sposób prowadzenia różnorodnych badań i zaawansowanych testów, to procedury najważniejsze z punktu widzenia zapewnienia długookresowej wydajności elektrowni PV o skali przemysłowej nie należą do wymaganych w tym zakresie standardów. Z tego względu szczegółowe wymagania powinny zostać zawarte w umowach wykonawczych oraz w specyfikacjach technicznych wykonania i odbioru robót (STWiOR) , stanowiących integralną część dokumentacji projektowej.

Czynności rozruchowe, testy, badania i pomiary dużych instalacji PV powinny być prowadzone praz wyspecjalizowane ekipy serwisowe dysponujące szerokim wachlarzem aparatury i dedykowanego sprzętu pomiarowego. Wyniki winny być poddane starannej interpretacji przez doświadczonych inżynierów o wysokich kompetencjach w zakresie fotowoltaiki.

Trzeba podkreślić, że wykonawcy na ogół nie dysponują odpowiednią aparaturą pomiarową ani specjalistami o zaawansowanych kompetencjach pozwalających należycie interpretować wyniki.

Prześledźmy kilka najważniejszych testów, wskazanych w europejskiej normie EN PN 62446.

Uruchomienie rozpoczyna się od kontroli prefunkcyjnych. Są to bardzo szczegółowe kontrole jakości w celu potwierdzenia prawidłowego zainstalowania kluczowych komponentów elektrowni. Ten pierwszy krok fizycznie weryfikuje, czy zespół rozruchowy może bezpiecznie przejść do kolejnych etapów procesu.
Pomiary i badanie krzywych I-V obrazujących funkcję I=f(U), tj. przebieg prądu I [A] w funkcji napięcia U [V]. Pomiary zależności prądu od napięcia I-V przeprowadza się dla każdego łańcucha szeregowo połączonych paneli PV. Jednocześnie prowadzone pomiary wartości natężenia promieniowania słonecznego i temperatury paneli umożliwiają przeliczenie rzeczywistych wyników na warunki standardowe w celu porównania z krzywymi deklarowanymi przez producenta modułów dla warunków określonych w Standard Test Conditions (STC).

Kluczowe z punktu widzenia wiarygodności pomiarów charakterystyk I=f(U) modułów PV jest zapewnienie, że w całym zakresie temperatur pracy gwarantowana dokładność całego systemu pomiarowego jest nie gorsza niż 5%, przy czym dokładność systemu pomiarowego silnie zależy od dokładności samego przyrządu, wzorcowego fotoogniwa oraz czujnika temperatury i rozmieszczenia czujników w terenie, ponieważ ta dokładność istotnie wpływa na jakośc ekstrapolacji do warunków standardowych (STC).

Pomiary termograficzne.

Wynik testu termowizyjnego na farmie PV. Pomiary wykonane dronem z kamerą IR o wysokiej rozdzielczości

Pomiary termograficzne dla ich wiarygodności powinny być wykonywane kamerą termowizyjną o wysokiej rozdzielczości. Staranna analiza uzyskanych obrazów termograficznych pozwala zidentyfikować m.in. wadliwe panele PV, wykryć tzw. gorące punkty czy wskazać nienależycie wykonane złącza kabli DC. Na rozległych farmach fotowoltaicznych do pomiarów termograficznych wykorzystywane są zaawansowane technicznie kamery zainstalowane na dronach, co zdecydowanie przyśpiesza czas potrzebny na ich przeprowadzenie.

Testy wydajności, należące do kluczowych badań dedykowanych dla przemysłowych farm fotowoltaicznych, polegają na zbieraniu w czasie rzeczywistym i analizie parametrów, jednocześnie po stronie DC i AC, synchronicznie z wynikami pomiarów natężenia promieniowania słonecznego, temperatury otoczenia, wilgotności i temperatury paneli. Zazwyczaj czas trwania testu wydajności wynosi 72 godziny nieprzerwanej pracy elektrowni PV. Ilość energii generowana po stronie AC i DC porównywana jest z wartościami oczekiwanymi w danych warunkach, aby potwierdzić, że elektrownia spełnia wymagania odnośnie wydajności określone w umowach. Testy wydajności powinny być wykonywane corocznie w celu potwierdzenia, że elektrownia PV nadal spełnia te wymagania.
- Wybrane wyniki pomiarów uzyskanych podczas testów wydajności, w szczególności uzyskane przy natężeniu promieniowania słonecznego od 600 do 800 W/m² (zależnie od stopnia przewymiarowania generatora DC względem sumy nominalnych mocy inwerterów) mogą być wykorzystywane podczas eksploatacji do wyznaczania krótkookresowych wartości wskaźnika wydajności PR_T[%]. Określone zmiany tego wskaźnika mogą wskazywać na potrzebę podjęcia wyprzedzających działań zapobiegających poważniejszym awariom

Wszelkie testy rozruchowe powinny być dobrze udokumentowane za pomocą zdjęć, list kontrolnych i arkuszy rejestracji danych. Dane te powinny być odpowied-nio zorganizowane i przechowywane, ponieważ mogą być wielokrotnie przywoływane w okresie życia farmy i stanowić wiarygodną postawę ewentualnych roszczeń wobec producentów głównych elementów objętych wieloletnimi gwarancjami produktowymi.

Brak dokumentacji z należycie przeprowadzonych testów i pomiarów praktycznie wyklucza uzyskanie świadczeń z tytułu gwarancji produktowych lub z tytułu ubezpieczenia farmy.

Testy i pomiary rozruchowe oraz wykonywane w okresie gwarancyjnym winny być prowadzone przy udziale lub przez niezależnych inżynierów - doświadczonych specjalistów w dziedzinie fotowoltaiki, ponieważ trudno oczekiwać, że wykonawca robót przedstawi wyniki, które mogłyby mu grozić roszczeniami z tytułu udzielonyxh gwarancji.