Pomiary efektywności pracy stringów są kluczowym elementem każdej kontroli technicznej instalacji fotowoltaicznej. Dzięki nim możliwe jest monitorowanie i kontrolowanie produkcji energii elektrycznej, co pozwala na optymalizację pracy całego systemu. Regularne pomiary pozwalają na utrzymanie wysokiej efektywności instalacji fotowoltaicznej, co przekłada się na większą produkcję energii i lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów.

Na rynku przyrządów pomiarowych od kilku lat widniała luka - nie istniał żaden przyrząd pomiarowy, który oferowałby kompletne pomiary instalacji PV zgodnie z normą PN-EN 62446-1 przy napięciu na stringu wyższym niż 1000 V DC. W międzyczasie, w branży fotowoltaicznej wykreował się trend podnoszenia napięcia do granicy 1500 V DC w celu zminimalizowania strat i tym samym zoptymalizowania pracy instalacji, taki zabieg jest stosowany przede wszystkim w wielkoskalowych instalacjach, powszechnie nazywanych farmami fotowoltaicznymi.

Istniały oczywiście przyrządy pozwalające na takie pomiary w pewnym ograniczonym zakresie, ale żadne z dotychczasowych rozwiązań nie było rozwiązaniem kompleksowym. W konsekwencji osoby zajmujące się zawodowo serwisem i utrzymaniem farm PV musiały zabierać ze sobą kilka osobnych przyrządów pomiarowych tak aby być w pełni przygotowanym do diagnostyki stringów fotowoltaicznych, a i wtedy zazwyczaj brakowało im miernika z funkcją pomiaru krzywych prądowo-napięciowych.

Przełom nastąpił na początku roku 2024, wtedy to firma Metrel zaprezentowała swój nowy przyrząd pomiarowy - MI 3115 PV Analyser.

Przyrząd Metrel MI 3115 PV Analyser do fotowoltaiki

Miernik MI 3115 jest wyposażony w wbudowany akumulator litowo-jonowy o pojemności 4400 mAh, może być również zasilany bezpośrednio z sieci elektrycznej. Sterowanie przyrządem odbywa się z poziomu ekranu dotykowego bądź fizycznych przycisków znajdujących się poniżej ekranu LCD. Pamięć przyrządu jest przechowywana na karcie micro SD, na wyposażeniu znajdziemy kartę 8 GB, istnieje możliwość zastosowania karty o pojemności do 512 GB.

Metrel MI 3115 pozwala na wykonanie następujących testów i pomiarów:

• Procedury oględzin
• Rezystancja izolacji stringu (napięcie probiercze 250 V, 500 V, 1000 V, 1500 V)
• Ciągłość przewodu ochronnego (prąd pomiarowy 200 mA)
• Test polaryzacji
• Napięcie obwodu otwartego stringu Voc (do 1500 V)
• Prąd zwarciowy stringu Isc (do 20 A)
• Charakterystyka I/U z wyznaczeniem punktu mocy maksymalnej (MPP)
• Irradiancja
• Temperatura modułu / otoczenia

Powyższy zakres pokrywa więc testy kategorii I i II przedstawione w normie PN-EN 62446-1.

Dzięki pomiarom irradiancji i temperatury możliwe jest przeliczenie uzyskanych wyników pomiaru charakterystyki, napięcia obwodu otwartego i prądu zwarciowego do warunków STC (Standard Test Condition). Kalkulacja wyniku odbywa się na podstawie wprowadzonych parametrów modułu PV, liczby modułów w stringu i zmierzonych parametrów środowiskowych.

W przypadku wprowadzenia nieprawidłowych danych dotyczących modułu fotowoltaicznego czy liczby modułów w stringu miernik oferuje unikalną funkcję ponownego przeliczenia wyników do warunków STC z uwzględnieniem korekcji błędnych danych wejściowych.

Wyposażenie przyrządu Metrel MI 3115 PV Analyser

Na wyposażeniu miernika MI 3115 znajduje się zestaw przewodów pomiarowych o długości zapewniającej swobodne podłączenie przyrządu do badanego stringu z poziomu ziemi. Do przewodów pomiarowych podłączymy sondy ostrzowe, krokodylkowe lub przejściówki na złączki MC4. Złączki te są wykonane w sposób niepowodujący blokady mechanicznej po podłączeniu stringu co znacznie wpływa na wygodę ich użytkowania przy dużej ilości pomiarów.

W zestawie znajdziemy też sondy do pomiaru irradiancji i temperatury modułu wraz z klipsami montażowymi, przewód na szpuli do pomiaru ciągłości, przewód komunikacyjny USB, futerał na akcesoria, oprogramowanie komputerowe Metrel Electrical Safety Manager oraz certyfikat kalibracji.

Do miernika dołączony jest również zdalny rejestrator parametrów środowiskowych A 1785 PV Remote WL, czyli dodatkowy przyrząd do pomiaru poziomu nasłonecznienia i temperatury modułu (opcjonalnie również temperatury otoczenia).

Metrel A 1785 służy do pomiaru irradiancji i temperatury w chwili wykonywania pomiarów parametrów elektrycznych na stringu, zabieg ten pozwala na przeliczenie wyników do warunków STC z maksymalną precyzją.

Zdalny rejestrator komunikuje się z jednostką główną za pomocą Wi-FI, urządzenie generuje sieć z którą łączy się wykryty w zasięgu miernik MI 3115. W razie utraty zasięgu, zdalny rejestrator przechowuje zmierzone dane w pamięci wewnętrznej, które można później zsynchronizować z wykonanymi pomiarami, w rezultacie nie musimy zaprzątać sobie głowy tym czy nasz zdalny rejestrator znajduje się w odpowiedniej odległości.

Funkcje pomiarowe i pomiary

Procedury oględzin

Oględziny to bardzo ważna część sprawdzeń instalacji, za ich pomocą możemy wykryć usterki, których pomiary nie są w stanie bezpośrednio zweryfikować, mowa tu np. o braku szczelności obudów, niekompletnych oznaczeniach czy początkach występującej korozji.

Dzięki dostępnym w mierniku MI 3115 procedurom oględzin w postaci listy sprawdzeń do odhaczenia w prosty i szybki sposób przejdziemy przez tę część kontroli instalacji PV bez możliwości pominięcia najważniejszych jej aspektów.

Pomiar ciągłości przewodu ochronnego w instalacji fotowoltaicznej

Ciągłość przewodu ochronnego pomiędzy instalacją uziemiającą a dostępnymi częściami przewodzącymi jest podstawowym środkiem ochrony przy uszkodzeniu i pozwala uniknąć wystąpienia niebezpiecznych napięć na elementach dostępnych.

Miernik Metrel MI 3115 wykonuje ten pomiar zgodnie z normą PN-EN 61557-4, prąd pomiarowy wynosi 200 mA, a napięcie pomiarowe nie przekracza 20 V DC. Miernik wyposażony jest w przewód pomiarowy na szpuli, o długości 50 m co pozwala zbadać dużą ilość punktów w instalacji bez konieczności przenoszenia przyrządu.

Pomiar rezystancji izolacji

Pomiar rezystancji izolacji przyrządem MI 3115 jest wykonywany zgodnie z metodą 1 opisaną w normie PN-EN 62246-1. Pomiar jest realizowany w dwóch krokach, w pierwszym kroku mierzona jest wartość rezystancji izolacji pomiędzy biegunem dodatnim stringu i uziemieniem, a w drugim kroku między biegunem ujemnym i uziemieniem.

Miernik wyliczy również wypadkową wartość rezystancji izolacji całego stringu, co pozwala na porównanie z wynikami rezystancji izolacji uzyskanymi za pomocą metody 2 opisanej w wyżej wymienionej normie. Wartość napięcia probierczego może zostać wybrana spośród 4 dostępnych opcji - 250 V, 500 V, 1000 V i 1500 V. Czas trwania pomiaru również jest edytowalny z poziomu ustawień pomiarowych.

Napięcie probiercze dobiera się na podstawie napięcia obwodu otwartego na badanym stringu, przyrząd wyświetli komunikat ostrzegawczy, jeśli wybrana przez nas wartość napięcia probierczego będzie niższa niż napięcie w badanym obwodzie.

Pomiar napięcia obwodu otwartego Uoc i prądu zwarcia Isc

Pomiar prądu zwarciowego Isc i napięcia obwodu otwartego Uoc są połączone w mierniku w jednej funkcji pomiarowej, znacząco przyspiesza to realizację pomiarów na obiekcie. Badany string fotowoltaiczny podłączamy do miernika za pomocą przejściówek MC4.

W tym pomiarze można wykorzystać zdalny rejestrator parametrów środowiskowych i przeliczyć uzyskane wyniki do warunków STC, pozwoli to na bardziej precyzyjną ocenę wyniku pomiaru. Jeśli wartość zmierzonego napięcia obwodu otwartego będzie odbiegała od wartości spodziewanej wynikającej z parametrów modułu fotowoltaicznego i liczby modułów podłączonych szeregowo - miernik wyświetli komunikat ostrzegawczy.

Pomiar charakterystyki I/U

Pomiar charakterystyki prądowo-napięciowej służy do badania efektywności instalacji fotowoltaicznej, tylko ten pomiar pozwala nam wyznaczyć punkt mocy maksymalnej stringu co po przeliczeniu do warunków STC umożliwia bezpośrednie porównanie wyników pomiarowych z danymi przedstawionymi w kartach katalogowych modułów fotowoltaicznych. Dzięki pomiarowi krzywych I/U jesteśmy w stanie zdiagnozować wiele usterek takich jak hot-spoty czy uszkodzone diody bocznikujące, które mogą powodować pogorszenie parametrów pracy łańcucha.

Przyrząd Metrel MI 3115 do pomiaru charakterystyki I/U wykorzystuje metodę pojemnościową, metoda ta w odróżnieniu od metody rezystancyjnej nie posiada problemu w postaci przegrzewającego się układu pomiarowego. Takie rozwiązanie pozwoli nam na wykonywanie pomiarów bez konieczności przerywania pracy w celu schłodzenia przyrządu.

Autosekwencje - Zautomatyzuj procedurę pomiarową

Przyrządy pomiarowe marki Metrel od wielu lat korzystają z automatycznych sekwencji pomiarowych, jest to rozwiązanie poprawiające płynność i skracające czas wykonywania badań. W omawianym przyrządzie pomiarowym znajdziemy m.in. wgrane przez producenta automatyczne procedury, które łączą, np. pomiar rezystancji izolacji z pomiarem napięcia obwodu otwartego i prądu zwarciowego. Oprócz preinstalowanych autosekwencji, użytkownik może tworzyć własne procedury z poziomu oprogramowania Metrel Electrical Safety Manager.

Oprogramowanie Metrel Electrical Safety Manager

Do współpracy z miernikiem MI 3115 przeznaczone jest oprogramowanie Metrel Electrical Safety Manager, w skrócie MESM. Jest to program na komputery z systemem Windows. Dane z miernika są przesyłane do oprogramowania za pomocą przewodu USB.

W oprogramowaniu możemy stworzyć strukturę badanego obiektu z liczbą falowników i identyfikacją poszczególnych stringów podłączonych do falownika, po wysłaniu struktury do przyrządu oszczędzi nam to cennego czasu na obiekcie. Program pozwala również na generowanie raportów pomiarowych i tworzenie autosekwencji.

W oprogramowaniu MESM znajdziemy również bardzo rozbudowane narzędzie do analizy charakterystyk prądowo-napięciowych.

Metrel MI 3115 PV Analyser: Przełomowy miernik do kompleksowych pomiarów instalacji fotowoltaicznych do 1500V DC

Metrel MI3115 to pionierskie, kompleksowe narzędzie do pomiarów strony DC farm fotowoltaicznych. W jednym przyrządzie pomiarowym zawarte zostały wszystkie funkcje pomiarowe wymagane normą PN-EN 62446-1 co w połączeniu z możliwością pomiaru stringów o napięciu do 1500 V pozwoliło na stworzenie unikalnego przyrządu, dla którego próżno szukać konkurencji na rynku.

Kamil Turowski

Masz pytania lub potrzebujesz doboru rozwiązania kontrolno-pomiarowego?