Používanie termokamier na testovanie fotovoltických panelov

V posledných rokoch sa výrazne zlepšili technológie, ktoré nám umožňujú vyrábať elektrickú energiu zo slnka.

Dnes sa fotovoltické systémy tešia veľkému záujmu potenciálnych investorov, ktorí plánujú výstavbu tak malých domácich mikroinštalácií, ako aj veľkých elektrární, ktorých výkon presahuje niekoľko stoviek kilowattov.

Fotovoltické elektrárne musia byť pravidelne kontrolované bez ohľadu na ich veľkosť, aby sa zachovala účinnosť a spoľahlivosť výroby elektrickej energie. Udržiavanie fotovoltických elektrární v dobrom technickom stave, ktorý zaručuje najefektívnejšiu prevádzku, sa môže stať novou prioritou prevádzkovateľov z dôvodu ich starnutia. Tento článok opisuje skúsenosti spojené s používaním termokamier Fportu na testovanie fotovoltických polí a panelov.

Obr. 1 Tepelné zobrazenie horúcich častí (hotspotov) na fotovoltickom paneli.​

Fotovoltické panely, ako aj ostatné časti inštalácie, ako napríklad pripojenie rozvádzačov alebo meničov napätia, sú vystavené krutým poveternostným podmienkam.
Termovizácia je jednou z možností, ktorú možno použiť na testovanie fotovoltických panelov. Meranie rozloženia teploty jednotlivých fotovoltických článkov umožňuje zistiť poškodenie kremíkových dosiek, ktorých teplota je podstatne vyššia ako teplota dosiek, ktoré fungujú správne (pozri obrázok 2). Takzvané hotspoty sú spôsobené poškodením, ktoré nastalo počas výrobného procesu alebo prepravy, alebo poškodením, ktoré nastalo kvôli toku spätného prúdu cez tieniace fotovoltické články. Takéto hotspoty zhoršujú účinnosť prevádzky celého fotovoltického panelu alebo môžu v extrémnom prípade viesť k vznieteniu modulu (teplota hotspotov môže dosahovať až 250 ° C). Straty spôsobené hotspotmi na fotovoltickom paneli sa odhadujú medzi 5 – 25%.

Termografické merania na fotovoltických paneloch by sa mali vykonávať počas prevádzky v relatívne konštantných podmienkach.

Merania sa začnú nastavením emisnej hodnoty zodpovedajúcej žiarivosti skla a vložením príslušnej vonkajšej teploty do nastavenia komory. Infračervené žiarenie odrazené od povrchu fotovoltických panelov nesmie ovplyvniť merania, preto je správna poloha kamery veľmi dôležitá. Ak nie je možné správne nastaviť termografické zobrazenie z dôvodu odrážaného žiarenia, merania sa vykonajú na zadnej časti fotovoltického panelu. V takom prípade pozor na zmenu materiálu panelu – zmenu emisnosti! Osoba zodpovedná za vykonanie merania by mala mať na pamäti, že testované moduly nesmú zatieňovať svojím vlastným telom. Takisto sa odporúča použiť termovitu na testovanie nasledujúcich častí fotovoltaických elektrární:

• Rozvodné skrine;
• Zenerove diódy;
• Elektrické spínače pre striedavý a jednosmerný prúd;
• Meniče napätia;
• Elektrické motory, ktoré umiestňujú panely;

Parametre tepelnej kamery, ktoré sú rozhodujúce pre testovanie fotovoltických elektrární, zahŕňajú okrem iného citlivosť NETD a rozlíšenie infračerveného detektora. Zo skúseností vieme, že použitím kamery s rozlíšením 200 x 150 px a citlivosťou NETD = 0,05 ° C môžeme dosiahnuť dostatočnú kvalitu termogramu. Termokamery značky Fluke profesionálneho radu sú vybavené vyššie uvedenými vlastnosťami. Používatelia dostanú vďaka technológii automatického ostrenia LaserSharp ® termogramy veľmi vysokej kvality.. Každý model je vybavený riešením Fluke Connect ™, a tak je každý termogram odoslaný do dátového oblaku a tam je uložený. A navyše, vďaka funkcii EquipmentLog ™ sme schopní priradiť naše merania k zariadeniu na konkrétnej fotovoltaickej elektrárni — a všetky údaje tak môžu byť uložené na jednom ľahko prístupnom mieste.

Príprava správy po dokončení termografického merania veľkej fotovoltickej elektrárne, kedy sa musí určiť zistená anomália na termograme, sa môže zdať ako náročný úkon. Obrázky získané počas testu nemusia byť dostatočným materiálom na presné umiestnenie anomálií, pretože všetky obrázky sú si veľmi podobné. Pamätajte na toto. Z tohto dôvodu by sa mala správa vypracovať počas merania - odchýlky by sme mali charakterizovať na pláne elektrárne. Funkcia Fluke Cloud ™ uľahčuje tento proces. Poskytuje bezpečné a nepretržité pripojenie k údajom uloženým v cloude, nekonkurenčnú dátovú bezpečnosť, riadiaci systém viacerých úrovní, vstavané firewally a šifrovanie uložených údajov.

Musíme poznamenať, že v termokamerach nemôžeme používať klasické objektívy zo skla používané vo videokamerach. Tavený kremeň prepúšťa viditeľné žiarenie, ale nie je vhodný pre tepelné žiarenie. Objektív termokamery musí mať dobrý prenos infračervených vĺn. Bežne používané materiály pre objektívy termokamier sú: Germánium (Ge), chalkogenidové sklo, selenid zinočnatý (ZnSe) a sulfid zinočnatý (ZnS). V prípade termokamier profesionálneho radu je tiež možnosť užívateľskej výmeny štandardného objektívu za teleobjektív alebo za širokopásmový objektív (obr. 2).

Obr. 2 Termokamera so širokopásmovým objektívom a porovnanie termogramov: A) širokopásmový objektív b) Štandardný objektív​

Pri výbere tepelnej kamery sa musí zohľadniť uvedené riešenie.

Kamery s vymeniteľnými objektívami sa tešia záujmu profesionálov, ktorí vykonávajú merania elektrického vedenia a elektrických kontaktov inštalovaných v malých miestnostiach, kde je potrebné použiť širokopásmové objektívy.

Obr. 3 Porovnanie ostrosti termogramov: A) Štandardná ostrosť c) MultiSharp

Počas inšpekcie fotovoltických elektrární je veľmi užitočná funkcia MultiSharp. Vyvinula ju spoločnosť Fluke. Vďaka tejto funkcii sa termogramy vytvárajú automaticky počas získavania tepelných snímok. Potom sú rýchlo spracované pomocou algoritmov zabudovaných v kamere. Spojením niekoľkých tepelných snímok s rôznym nastavením ostrosti do jedného dostaneme jeden termogram, v ktorom sú všetky objekty ostré, bez ohľadu na ich vzdialenosť od pozorovateľa (obr. 3).

Údaje zozbierané počas meraní by mali prevádzkovateľovi poskytnúť informácie, na základe ktorých môže vykonať presné úkony v zmysle výmeny poškodených fotovoltických panelov alebo iných komponentov systému.

Ak hľadáte vhodný termometer na meranie fotovoltických panelov. Neváhajte nás kontaktovať (napríklad na formulári uvedenom nižšie). Pomôžeme nájsť riešenia podľa vašich potrieb.