dr. Kristijan Brecl, Fakulteta za elektrotehniko, Zagotavljanje zanesljivega delovanja sončnih elektrarn

1. Zagotavljanje zanesljivega delovanja sončnih
elektrarn
Konferenca ZSFV 2015: 11. september 2015
Kristijan Brecl
Univerza v Ljubljani
Fakulteta za elektrotehniko
Laboratorij za fotovoltaiko in optoelektroniko

2. Kazalo
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 2
• Monitoring
• Končni izplen
• Faktor učinkovitosti SE
• Analiza delovanja sončnih elektrarn v Sloveniji v letu 2013
Spremljanje delovanja sončnih elektrarn - monitoring:
Vzdrževanje sončnih elektrarn:
• Redni pregledi
• Odkrivanje napak
• Primeri iz prakse

3. Spremljanje delovanja sončnih elektrarn
K. Brecl 3
Monitoring sistemi
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
Monitoring sistemi
kompleksni
enostavni
lokalni
daljinski
spletni
generični
od proizvajalcev
razsmernika
Vir: Versoley
Meritev:
• moč
• napetost
• energija
Meritev:
• moč
• napetost
• tok
• energija
• sevanje
• temperatura
• veter
• …
Analize:
• grafični prikaz
• napoved
• alarm

4. Spremljanje delovanja sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 4
Monitoring sistemi
Vir: PVlog, SMA, Sunsentry

5. Analiza delovanja sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 5
• Energijski izplen
• Faktor učinkovitosti
Parametri vrednotenja:
Parametri vrednotenja sončnih elektrarn
Y – razmerje med proizvedeno energijo in nazivno močjo sončne elektrarne
odvisen od sončnega obsevanja in temperature
PR – razmerje med proizvedeno energijo in energijo, ki bi jo elektrarna proizvedla pri nazivnem izkoristku
neodvisen od sončnega obsevanja; PRT neodvisen tudi od temperature

6. Analiza delovanja sončne elektrarne
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 6
Primerjava med letnim izplenom in faktorjem učinkovitosti
leto
letni izplen
(kWh/kW) PR PRT
2012 1234 0.88 0.92
2013 1289 0.82 0.87
2014 1052 0.86 0.90
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.1.2012 19.7.2012 4.2.2013 23.8.2013 11.3.2014 27.9.2014
PR PR_T

7. Analiza delovanja sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 7
Pregled
• Letni donos sončne elektrarne (kWh)
• Letni izplen SE (kWh/kW)
• Analiza izpadov
Analiza SE na osnovi merjenja energije:
Analiza SE na osnovi merjenja energije in podatkov bližnje meteorološke postaje:
Analiza SE na osnovi merjenja energije in vremenskih podatkov na lokaciji SE:
• Letni donos sončne elektrarne (kWh)
• Letni izplen SE (kWh/kW)
• Navidezni faktor učinkovitosti
• Ocena izgub na osnovi izpadov (kWh)
• Letni donos sončne elektrarne (kWh)
• Letni izplen SE (kWh/kW) - Y
• Faktor učinkovitosti – PR, temperaturno kompenziran faktor učinkovitosti – PRT
• Analiza izgub na osnovi izpadov (kWh)

8. Analiza SE v Sloveniji
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 8
Lokacije SE in meteoroloških postaj

9. Parametri vrednotenja sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 9
Letni izplen SE v letu 2013
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 250 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
0 4 13 21
44
130
379
768
710
239
36 16 12
Št.sončnihelektrarn
Letni izplen (kWh/kW)

10. Analiza SE v Sloveniji
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 10
Navidezni faktor učinkovitosti - 2013
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
22
54
220
662
975
351
51
14 4 2 6
Št.sončnihelektrarn
Faktor učinkovitosti
Povprečni PR‘ = 0.83

11. 0
50
100
150
Osrednja SLO
0
100
200
300
Podravje
0
100
200
300
Celjska
0
50
100
150
Gorenjska
0
20
40
60
Primorska
0
20
40
60
Notranjska
0
50
100
Dolenjska
0
50
100
Prekmurje
Analiza SE v Sloveniji
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 11
Regijska primerjava – faktor učinkovitosti

12. Analiza SE v Sloveniji
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 12
Sezonska primerjava – faktor učinkovitosti
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Št.sončnihelektrarn
APR
Pomlad Poletje Jesen Zima

13. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 13

14. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 14
Preventivni pregled
• vizualni pregled (PV moduli, AC in DC omarice, vodniki, razsmernik, nosilna konstrukcija…)
• pregled s termografsko kamero (PV moduli, AC in DC omarice)
• pregled delovanja razsmernika
• analiza delovanja
Letni pregledi:
Mesečni pregledi:
• vizualni pregled (PV moduli, AC in DC omarice, vodniki, razsmernik…)
• analiza delovanja
Dnevni pregledi:
• pregled poročila delovanja SE v prejšnjem dnevu
• monitoring z možnostjo obveščanja o napakah

15. 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00
Pac(W)
brez napake z napako
Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 15
Odkrivanje napak
Ob analizi delovanja sončne elektrarne:
• moč SE nižja od pričakovane (določitev okvirne lokacije napake)
• napako sporoči monitoring sistem
• nenadni izpadi sončne elektrarne
Iskanje napake:
• določitev niza modulov z napako
• vizualen pregled in iskanje PV modula z napako
• iskanje napake s termografsko kamero
• iskanje napake z merilnikom nizov/modulov
• meritev STC moči modula, elektroluminiscenca…
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
6:00 9:00 12:00 15:00 18:00
Pac(W)
brez napake z napako
temperaturna kompenzacija in
normiranje na sončno sevanje

16. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 16
Odkrivanje napak
• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)
• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)
Ob vizualnem pregledu:
Vir: lgenergy

17. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 17
Odkrivanje napak
Ob vizualnem pregledu:
• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)
• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)
• senčenje

18. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 18
Odkrivanje napak
• prekomerno staranje modula (rumenenje EVA folije)
• poškodbe modula (lom, delaminacija, vroče točke)
• senčenje
• poškodbe kablov
• posledice pregretja spojnih točk vodnikov
Ob vizualnem pregledu:
Vir: Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.
Vir: Autan Solaire

19. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 19
Odkrivanje napak
Ob pregledu s termografsko kamero:
• vroče točke v modulu
• slabi stiki v električnih omaricah
• pregrevanje razsmernika

20. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 20
Odkrivanje napak z elektroluminiscenco

21. Vzdrževanje sončnih elektrarn
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 21
Odkrivanje napak z elektroluminiscenco – zlomljen modul

22. PVportal – Slovenski portal za fotovoltaiko
ZSFV konferenca, 11. september 2015, Celje
K. Brecl 22
Trenutna proizvodna SE in tridnevna napoved

23. Hvala za pozornost !
kristijan.brecl@fe.uni-lj.si