A-Z ELEKTRO červenec / srpen 2013

16 A-Z ELEKTRO FV SYSTÉMY červenec/srpen 2013 FOTO: FLUKE Údržba fotovoltaických elektráren Na sklonku loňského roku energetické společnosti opět zahájily výkup elektřiny, a tak fotovoltaické elektrárny získaly opět na popularitě. Svědčí o tom jejich instalovaný počet, který překonal boom roku 2010. I když se ceny instalací výrazně snížily, stále jsou pro investora nejvyšším počátečním nákladem a automaticky se kalkuluje návratnost, kterou mu zajistí vyrobená elektřina. Pokud však panely nejsou v ideální kondici, může se tato návratnost prodloužit i o několik let. 1 ERÚ: Sluneční elektrárny, stav k 1.1.2013 2 Ze statistik Evropské fotovoltaické průmyslové asociace V zhledem k podporám obnovitelných zdrojů je Česká republika na špici ve výrobě solární ener- gie v Evropě. Z pohledu instalovaného výkonu, který Energe- tický regulační úřad (ERÚ) evidoval ve výši 2072 MW 1 , a v poměru na počet obyvatel nám celkově patří třetí místo. Před ČR jsou už pouze Německo a Itálie 2 . Z informací ERÚ vyplývá, že za rok 2012 došlo k dramatickému nárůstu instalací slunečních elek- tráren (8907 ks), v průměru však o výkonu 12,7 kW oproti roku 2010, kdy průměr činil 218 kW na 6829 elektráren. Současné obrovské množství elektráren (nyní celkem 21 925 ks v ČR) samozřejmě musí zajišťovat dostatečnou návratnost investic. To bude kromě jiných faktorů záviset i na perfektním provozu instalací nebo – jinými slovy – na optimální výkonnosti celé elektrárny, zvláště když jsou náklady na výrobu elek- trické energie v solárních elektrár- nách vyšší než náklady u jiných více konvenčních technologií. FOTOVOLTAICKÉ INSTALACE Fotovoltaická instalace se v zásadě skládá z fotovoltaických panelo- vých systémů instalovaných ve vhodných konstrukcích, invertorů, které převádějí stejnosměrné napětí generované solárními panely na střídavé napětí, systému, který orientuje panely v závislosti na typu instalace, kabeláže, ochranných systémů a souvisejících středněna- pěťových prvků, pokud je soustava napojena ke komerční síti. Všechny tyto prvky formují soustavu, která, když funguje správně, poskytuje návrat investic během kalkulova- ného období. FOTOVOLTAICKÉ PANELY Fotovoltaický panelový systém se skládá z panelů nebo modulů, které obsahují články založené na polovodičích, které jsou citlivé na sluneční záření. Tyto články generují stejnosměrné napětí. Technologie využívající tyto fotovoltaické články se mohou lišit a zahrnují techno- logie využívající polykrystalický křemík, tenkou fólii, tellurid kadem- natý nebo GaAs, každá s vlastním měrným výkonem. Články jsou seskupeny do panelu v jedné nebo několika paralelních sériích, aby bylo dosaženo požadovaného výkonu a napětí. Za normálních provozních podmínek generuje každý fotovoltaický článek, když na něj dopadá sluneční záření, napětí, které, pokud je přidáno k zbývajícím článkům v sérii, zajišťuje výstupní napětí pro daný panel, který napájí invertor, jenž generuje střídavé napětí. RYCHLÁ REAKCE NA PŘEHŘÍVÁNÍ Když článek nepracuje nebo negeneruje elektrickou energii kvůli tomu, že nepřijímá sluneční záření, může být opačně polarizován, to znamená, že se bude chovat jako spotřebič a nikoli jako generátor, což může mít za následek vysoký rozptyl tepla. Tuto situaci je možné jednoduše detekovat, pokud je použita termokamera, například Fluke s technologií IR-Fusion pro zobrazení reálného a termálního snímku najednou. Termokamera Fluke bude záro- veň zachycovat celkový radiomet- rický snímek tepleného záření spolu se snímkem ve viditelném oboru spektra, přičemž bude překrý- vat jeden obrazový bod druhým s různou měrou průhlednosti. Takto získaný obraz ukáže povrchové tep- loty zobrazovaných objektů (v tomto případě fotovoltaických panelů) s použitím barevné palety, kterou může uživatel zvolit a která repre- zentuje různé teploty s použitím různých barev spolu s obrazem ve viditelné oblasti spektra, což zjedno- dušuje identifikaci jednotlivých prvků. Díky obrazu v infračerveném oboru jsme schopni vidět, jak se vadné články přehřívají. Nejpříhodnější podmínky pro detekci tohoto typu problému jsou v době, kdy má panel největší výkon, standardně uprostřed jasného dne. Za těchto podmínek je možné detekovat články s teplotami dosahujícími až 111 °C. V závislosti na struktuře foto- voltaického panelu, a pokud jsou články zapojeny sériově, aby bylo dosaženo nejvhodnějšího napětí pro používaný invertor, by mohla závada na jednom článku vést k cel- kové nebo částečné ztrátě výkonu daného fotovoltaického panelu. V obou případech vede tento typ problému ke snížení výkonu panelu, což znamená, že se inves- tice vrátí později. Navíc problémy spojené s přehříváním mohou vést ke snížení účinnosti okolních článků nebo dokonce k jejich poruchám, čímž se může problém rozšířit na větší oblast příslušného panelu.