Gossen MetraWatt PROFITEST PV Užívateľská príručka

Značka: Gossen MetraWatt

Model: PROFITEST PV

Typ: Užívateľská príručka

Tento návod je vhodný aj pre

Průvodce

Fotovoltaika

Fotovoltaika se v posledních letech razantně vyvinula a rozšířila. Zjištění, že

fosilní a nukleární látky nejsou nekonečně k mání, vedou též ke zvýšení zájmu

o fotovoltaiku.

Dle různých studií je současný stav fotovoltaiky teprve začátek neustálého,

trvalého vzrůstu. Zákon o obnovitelných energiích (EEG) podporuje ekologickou,

t.zv. „samo“ vyrobenou energii.

V praxi existuje často nejistota o tom, na jaké normativní požadavky se musí při

instalaci a při hledání chyb v FV-zařízeních brát ohled. Náš FV-průvodce Vám

má sloužit a podporovat při denní práci.

Fotovoltaika je fotoenergie slunce (photon) a z ní vytvářené napětí (volt).

Princip na síť napojeného fv-zařízení



fv-generátor (několik fv-modulů v sérii nebo paralelně s montážním

stojanem)



přípojná skříň pro generátor / GAK (s ochrannou technikou)



vedení stejnosměrného proudu



vypínač stejnosměrného proudu



měnič



vedení střídavého proudu



skříň elektroměru s rozvaděčem, odběrovým a napájecím

elektroměrem, připojením domu a ochrannou technikou

Pramen: fotovoltaická zařízení, DGS, VDE















Značení budov

s fv- zařízením

V okolí rozvaděče

nebo u hlavního

přípoje připevnit

tento štítek

(nejméně A6)

Hotspot (přibl.15K nad průměrnou teplotou)

Pramen: testo AG

FOTOVOLTAICKÝ EFEKT, KŘIVKY

IR – TERMOGRAFIE

Používání IR-kamer umožňuje precizním měřením teploty na povrchu

modulů rychlou a efektivní deﬁnici nejrůznějších závad.

Přednosti jsou zobrazování, bezkontaktní a nedestruktivní prohlídka fv-zaří-

zení za normálního provozu a možnost prohlédnout větší plochy. Také jako

garant kvality pro přezkoušení zařízení po ukončení instalace je termograﬁe

vhodná.

Termograﬁí se dají např. poznat následující vady:

Krátká spojení v solárních článcích, zašpinění, dovnitř článku proniknu-

tá vlhkost, praskliny v článcích a skle, chybné kontakty mezi články a

kabely, vadné obtokové diody, naprázdno běžící a nezapojené moduly, tzv.

mismatches, t.j. ztráta na výkonu způsobená rozdíly mezi jednotlivými

moduly.

Normy a směrnice

n DIN 54190 část 1-3– Nedestruktivní zkouška – termograﬁcká zkouška

část 1: Všeobecné základy ; část 2 : Přístroje; část 3 : Pojmy

n EN13187 - Tepelná reakce budov – důkaz tepelných můstků v budo-

vách - IR-metoda

n EN 13829 Tepelná reakce budov – důkaz vzduchové prolínavosti budov

– metoda rozdílných tlaků

n DIN 4108 část 1 – 3 – Tepelná ochrana

n EN 473 – Nedestruktivní zkouška – kvaliﬁkace a certiﬁkace personálu –

všeobecné základy

FOTOVOLTAICKÝ EFEKT

Tím rozumíme přímou přeměnu světla do elektrické energie za pomoci

solárních článků. To znamená, že se ze sluneční energie přeměnou stane

elektrický proud.

TEpLOTA / VzAŘOVání

Elektrické veličiny a křivky modulů jsou závislé na teplotě a vzařování.

Modulový proud je závislý přímo na intenzitě vzařování a napětí modulu se

ovlivňuje nejsilněji teplotou modulu.

I-U-křivka fv-modulu

Proud modulem (A) v závislosti na záření

Napětí na modulu (V) v závislosti na teplotě

Pramen: DGS

Zastíněné nebo zašpiněné buňky

Ne každý hotspot je chyba - thermogram přípojů

OCHRAnA pŘED BLESKEM A pŘEpĚTÌM

nĚKOLIK DŮLEŽITÝCH pOJMŮ

Charakteristika proud-napětí (I-U-křivka)

Tato charakteristika zobrazuje reakci fv-generátoru na různá zatížení jedním

diagramem. Je závislá na aktuální intenzitě vzařování a na teplotě článku.

Napětí naprázdno U0C

Je výstupní napětí solárního článku nebo solárního modulu v provozu bez

zatížení, to znamená v neproudovém stavu.

Zkratový proud ISC

Proud při zkratovaném solárním článku či solárním modulu, to znamená při

výstupním napětí = 0V

Účinnost modulů

Informuje o poměru odevzdaného výkonu ke vzářenému výkonu solárního

modulu ve vztahu k ploše modulu.

kWp

KiloWatt peak (peak = angl. špička). To “p” ale neznamená špičkový výkon

nýbrž jmenovitý výkon dle Standard-Test-Condition (STC).

mpp

Maximální výstupní výkon solárního článku nebo modulu při určitém vzařo-

vání a při určité teplotě solárního článku v bodě nejvyššího výkonu

MPP = Maximum Power Point

Referenční článek

Je kalibrovaný solární článek pro měření globálního záření G na určitou

rovnou plochu (normované spectrum AM 1,5 s G=1000W/m² při 25°C)

Podrobný přehled pojmů

n EN 50521 – Konektory pro fotovoltaické systémy, – Bezpečnostní

požadavky a zkoušky

n IEC60050-826 – Zřízení nízkonapěťových zařízení – pojmy

n EN ISO 13943 – Protipožární ochrana - slovník

Systém ochrany před bleskem sestává z vnější a vnitřní ochrany a z

ochrany před přepětím

Ve VDE 0185-305 je stupeň ochrany budovy deﬁnován třídami ochrany

před bleskem I až IV.

Vnější systém ochrany před bleskem

n jímací soustavy tvoří na střeše chráněný rozsah

n svody se blesk svede k zemničům

n proud blesku se svede přes zemniče do země

Vnitřní systém ochrany před bleskem

n svodidla typu 1 pro AC-zdroj budovy

n přepěťová svodidla typu 2 pro ochranu měniče pro AC- a DC - přípoje

n DC-přepěťová svodidla typu 2 v GAK pro ochranu modulů

CERTIFIKACE MĚnIČŮ

V VDE 0126-1-1

Samostatný přepínač mezi paralelním zdrojem el. proudu a veřejnou

nízkonapěťovou sítí

EN 62109-1

Bezpečnost výkonových měničů pro použití ve fotovoltaických energetic-

kých systémech – Všeobecné požadavky

EN 62109-2

Bezpečnost výkonových měničů pro použi tí ve fotovoltaických energetic-

kých systémech – Požadavky na měniče

Pramen: DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG.

pOJMY FOTOVOLTAIKI, STC

BOCHRAnA pŘED BLESKEM A pŘEpĚTíM

EN 62 395-2

Ochrana před bleskem – část 2 : Riziko management

EN 62305-3 (příloha 5)

Část 3: Ochrana před bleskem a přepětím u fv- zařízení,

Návod pro fv-zřizovatele

Ochrana před bleskem a přepětím u fv- zařízení na budovách BSW a ř

ZVEH

VDS směrnice 2010-08

Ochrana před bleskem a přepětím zaměřená na rizika

DIN CLC/TS 50539-12

Část 12: Zásady pro výběr a používání

Ochrana před přepětím pro použití u fv-zařízení

GZásadně platí výrok : “fv-zařízení nezvyšují nebezpečí zásahu blesku do

budovy”, ale bez ochrany mohou bleskové proudy a přepětí způsobit výluky

na zařízení. Následkem by pak byl výpadek výnosu a výdaje za opravu.

Pro montáž fv-zařízení na veřejných budovách, jako např. nemocnice

nebo školy, vyžadují stavební předpisy z bezpečnostních důvodu systémy

pro ochranu před bleskem ochranné třídy III (LPS – Lightning Protection

System).

Výhody při používání ochrany před bleskem a přepětím

n ochrana fv-zařízení a budovy před požárem a zničením

n fv-zařízení je průběžně k dispozici

n zajistění investic, žádné výluky ve výnosu

n ochrana před zraněním živých bytostí uvnitř a v okolí zařízení

STC – STAnDARD TEST COnDITIOnS

(Standardní podmínky zkoušek)

Pro možnost srovnávání fv-modulů a článků mezi sebou, byly celosvětově

deﬁnovány podmínky zkoušek, při kterých se stanovují křivky solárních

článků. STC se vztahují na normu IEC 60904 popř. EN 60904. V podstatě

je křivka charakterizovaná hodnotou MPP, zkratovým proudem a napětím

naprázdno.

n Intenzita ozáření E při svislém dopadu světla 1000 W/m² na plochu

modulu

n Teplota článku T je 25°C. Přípustná odchylka ± 2°K

n Deﬁnované spectrum světla s AirMass AM 1,5 (AM je deﬁnováno v

normě IEC 904-3 část III a označuje prodloužení cesty, které sluneční

světlo má při šikmém dopadu na vzdušný obal oproti svislému dopa-

du– při AM 1,5 je cesta 50 % delší než při svislém dopadu. (Na rovníku

je hmota vzduchu 1 a v evropě přibl. 1,5)

Pozor: STC jsou teoretické veličiny, které v kvalitě nejsou dosažitel-

né. Pro lepší znázornění byly vytvořené NOCT-podmínky (NOCT-pod-

mínky: intenzita záření 800 W/m², teplota prostředí 20°C, vítr 1 ms,

fv.zařízení musí být ve volnoběhu – EN 61215)

RCD, OCHRAnA pROTI pOŽáRU, pASpORT, RAL

pŘEDpISY A SMĚRnICE

pRO STAVBU FV-zAŘízEní

Veřejné stavební právo (Zemské stavební právo)

Formálně právní požadavky

Stavební právo (Zemské stavební právo) zásadně bez povolení možné.

Výjímky např. zařízení na fasádách, průmyslová zařízení na zeměděl-

ských budovách

n Stavební výrobky, povolení, certiﬁkáty

Materiálně právní požadavky

n Právo stavebního plánování

n Stavební právo, m.j. tepelná, požární a ochrana před bleskem

n Další práva/povinnosti, např. památková ochrana

Technická pravidla pro stavby se sklem

DIN 18008 – Sklo na stavbách, vyměřovací a konstrukční pravidlaTRLV,

TRAV, TRGS (např. azbest)

VDE-AR-N100

VDE-AR-N-100 tvoří základ pro vypracování aplikačních pravidel pro

plánování, zřizování, výrobu, provoz, zkoušky a údržbu zařízení, vybavení a

výrobků pro zabezpečování el. proudem, včetně požadavků na kvaliﬁkaci

a organizaci podniků pro provoz elektrických sítí. Tato pravidla (FNN) jsou

základem pro jisté a spolehlivé zásobování elektrickým proudem.

E VDE-AR-N 10

Výrobní zařízení na nízkonapětových sítích – minimální technické požadav-

ky na připojení a paralelní provoz výrobních zařízení na nízkonapěťových

sítích.

Technické podmínky pro připojení (TAB)

provozovatele distribuční sítě (VNB)

Tyto technické podmínky se musí dodržovat u zařízení, která se nově při-

pojují k distribuční síti, popř. při rozšíření či změně zákaznického zařízení.

TAB deﬁnuje obzvlášť povinné úkoly provozovatele distribuční sítě, jejího

stavitele, plánovacího teamu, podnikatele a uživatele přípoje.

Pramen: BSW, ZVEH, RAL

UVEDEní DO pROVOzU

Zřizovatel fv- zařízení musí při každém uvedení do provozu sepsat protokol.

Důležité jsou naměřené el. hodnoty a data zařízení.

Protokolování naměřených hodnot:

n izolační odpor stejnosměrné strany (DC)

n zemní odpor

n napětí generátoru naprázdno

n napětí větve naprázdno

n zkratový proud větve

n napětí na diodě a pojistce, u zařízení s diodami a pojistkami ve větvích

(GAK)

n měření křivky jednotlivých větví opcionální

n vyhotovit termogramy fv-generátoru, spínacího a jistícího zařízení

FOTOVOLTAIK pASpORT

Pro dokumentaci vysoké kvality instalovaného solárního zařízení vůči

zákazníkovi vypracoval BSW-Solar spolu s ústředním svazem německého

elektrotechnického (ZVEH) řemesla doprovodný pasport zařízení. Doku-

mentuje použití klíčových komponentů solárního zařízení jakož i výkony

instalatéra a obsahuje zkušební protokoly fv-zařízení. Registrace pro

zájemce a kvaliﬁkované instalatéry možná na internetové stránce: www.

photovoltaik-anlagenpass.de.

Realizace a plánování dle RAL-GZ-966

Stanovení jakosti a zkoušek:

P1 – komponenty pro fotovoltaická zařízení

P2 – plánování fotovoltaických zařízení

P3 – zřízení fotovoltaických zařízení

P4 – servis a provoz fotovoltaických zařízení

Využívat slunce co zdroj příjmů

není jen moudré, nýbrž i výnosné.

PLÁNOVÁNÍ, SMĚRNICE, EEG

PLÁNUJEME ZAŘÍZENÍ (EEG)

Fv-projekt plánujeme softwarem DDS-CAD PV

Pro plánování fotovoltaických zařízení se hodí nejlépe patřičná softwarová

řešení. Velmi výkonným plánovacím nástrojem je program „DDS-CAD

PV“, ﬁrmy Data Design System (DDS), kooperační partner ﬁrmy GOSSEN

METRAWATT. Data Design System plánuje a zobrazuje fv-zařízení na

střechách, na fasádach jakož i na volných plochách. Program nabízí vedle

fotorealistických simulací oběhu slunce také kompletní dokumentaci

zařízení včetně realizačních plánů, plánů zařízení a stringů.

Integrovaný nástroj „Polysun Inside“ umožňuje spolehlivou předpověď

výnosu. K dispozici je také automatické zařazení měničů, jakož i obsáhlá

databáze modulů a měničů

S programem DDS-CAD PV je možné průběžně plánovat další elektrická

zařízení (rozvaděč, kabely, proudové chrániče atd.) a kalkulovat je. Rozhra-

ní k revizním přístrojům GOSSEN METRAWATT je k dispozici.

EEG – Zákon o obnovitelných energiích

Řídí odběr, přenos a boniﬁkaci energií získaných výlučně z obnovitelných

pramenů (např. solární nebo proud z větru) energetickými podniky, které

také udržují distribuční sítě.

Zásadní obsah: přístup k síti kdykoli a bez diskrimováni možné. Žádné

ohraničení výkonu. Boniﬁkace je zákonem zaručená.

POŽADAVKY NA PROTIPOŽÁRNÍ OCHRANU

U FV-ZAŘÍZENÍ

POŽADAVKY NA DOKUMENTACI SYSTÈMU

DLE IEC 62446

Po připojení k instalaci nebo po revizní zkoušce na síť napojeného fv-

-zařízení se musí založit dokumentace se základními daty systému pro

zákazníky, revizory nebo údržbáře

Základní nformace o systému

n Jmenovitý výkon systému (kW DC nebo kVA AC)

n fv-moduly nebo měniče (model, výrobce, počet)

n datum instalace a uvedení do provozu

n jméno zákazníka

n adresa místa instalace

Informace o vývojáři systému

n podnik, zodpovědná osoba, adresa, telefon, mail

Informace o zřizovateli systému

n podnik, zodpovědná osoba, adresa, telefon, mail

V rámci simulace průběhu

slunce s DDS-CAD PV se rea-

listicky zobrazuje zastínění

Pramen: DDS-CAD

Požárnický vypínač (EATON)

Tento vypínač se doporučuje jako dodatečný DC-spínač

pro bezpečnou akci hasičů.

Toto vypnutí se musí ale konat paralelně s vypnutím

sítě.

VDE-AR-E 2100-712 Požadavky na vypínání DC-roz-

sahu u fv-zařízení.

Pramen: EATON

VDS 2033 Elektrická zařízení v požárem ohrožených provozovnách a v

podobně riskantním okolí ; m.j. při instalaci DC kabelů.

VDS 2216 Protipožární ochrana střech, návod pro plánování a zřízení

VDE-AR-E 2283-4 Požadavky na kabely pro fv- zařízení (druh PV1-F)

NORMY PRO POUŽÍTÍ RCD V FV – ZAŘÍZENÍCH

DIN VDE 0100-482 – Protipožární ochrana při zvláštním nebezpečí a riziku

DIN VDE 0100-705 – El. zařízení v zemědělských a zahradnických

provozovnách

DIN VDE 0100-712 – část 7 - Požadavky na provozovny, místnosti a

zařízení mimořádných solar-fotovoltaických-(fv)-

systému proudového zdroje

nORMY, pOŽADAVKY A zKOUŠKY

pOŽADAVKY nA zKOUŠKY DLE IEC 62446

Systém střídavého proudu

n Zkoušky dle EN / IEC 60364-6 všech obvodů střídavého proudu

Systém stejnosměrného proudu

n Změřit průchodnost ochranného (funkční zemnič) a potenciálního vodiče

(fv-generátorového rámu), včetně přípoje na hlavní zemnič

 nízkoohmové měření.

n Zkouška polarity všech vedení stejnosměrného proudu a jejich přípojů,

a kontrola správného označení.

n Zkouška/měření napětí naprázdno každého vedení při stabilním ozařo-

vání (<5%), porovnání identických vedení.

n Zkouška/měření zkratového proudu každého vedení při stabilním ozařo-

vání (<5%), porovnání identických vedení.

Pozor: Pro jistotu, všechna fv-vedení musí být proti sobě izolovaná,

rozvaděče a spínače rozpojené.

n Funkční zkoušky řádné montáže a správného zapojení, zkouška výpadu

proudu

n Izolační odpor obvodů ss proudu – 2 měření dle normy:

“1. měření mezi negativní elektrodou fv-generátoru a zemí, s následu-

jící zkouškou mezi pozitivní elektrodou fv-generátoru a zemí”

“2. měření mezi zemí a těmi mezi sebou zkratovanými negativní a

pozitivní elektrodou fv-generátoru”

Pozor: Před měřením odpojit přepěťový svodič

Minimální hodnoty izolačního odporu

Metoda

zkoušek

napětí systému

stc

x 1,25) V

zkušební

napští V

nejmenší izolační

odpor MΩ

měření 1

< 120 250 0,5

120 až 500 500 1

> 500 1000 1

měření 2

< 120 250 0,5

120 až 500 500 1

> 500 1000 1

Pramen: DIN EN 62446

nORMY

ČSN 33 2000-1; IEC 60364-1

Zřizování nízkonapěťových zařízení

Část 1 – Všeobecné zásady

Určení všeobecných znaků, pojmy

ČSN 33 2000- 6; IEC 60364- 6

Zřizování nízkonapěťových zařízení Část 6 – Zkoušky

EN 50110-1

Provoz elektrických zařízení – všeobecná ustanovení

ČSN 33 2000- 7 - 712; IEC 60364- 7 - 712

Požadavky na závodní dílny, místnosti a zařízení, obzvlášť solar-fotovoltaic-

ké-(fv)-zdrojové systémy

VIEC 60904 – 2

Fotovoltaická zařízení. Část 2 –

Požadavky na referenční články

VDE 0126-21 (E)

Fotovoltaika ve stavebnictví

IEC 62446

Na síť napojené fotovoltaické systémy

Minimální požadavky na systémovou dokumentaci Zkoušky při uvedení do

provozu a revizní zkoušky

EN 61730 – 1 / EN 61730-2

Fotovoltaické(fv) moduly – bezpečnostní kvaliﬁkace.

Část 1: Požadavky na výstavbu

IEC 61215

Terrestrické krystalické siliziové -fotovoltaické(fv) moduly-

způsobilost konstrukce a její povolení

IEC 61464

Terrestrické tenkovrstvé-fotovoltaické(fv) moduly-

způsobilost konstrukce a její povolení

IEC 82 / 571 (CDV)

Zkouška reakce výkonu fotovoltaických(fv) modulů - a vyměření energie

Část 1 – měření výkonu v poměru k síle ozáření a teploty jakož i vyměření

výkonu

EN 62108

Způsobilost konstrukce koncentratorových modulů a jejich zařazení

nORMY, pOŽADAVKY A zKOUŠKY

pOŽADAVKY nA zKOUŠKY DLE IEC 62446

Systém střídavého proudu

n Zkoušky dle EN / IEC 60364-6 všech obvodů střídavého proudu

Systém stejnosměrného proudu

n Změřit průchodnost ochranného (funkční zemnič) a potenciálního vodiče

(fv-generátorového rámu), včetně přípoje na hlavní zemnič

 nízkoohmové měření.

n Zkouška polarity všech vedení stejnosměrného proudu a jejich přípojů,

a kontrola správného označení.

n Zkouška/měření napětí naprázdno každého vedení při stabilním ozařo-

vání (<5%), porovnání identických vedení.

n Zkouška/měření zkratového proudu každého vedení při stabilním ozařo-

vání (<5%), porovnání identických vedení.

Pozor: Pro jistotu, všechna fv-vedení musí být proti sobě izolovaná,

rozvaděče a spínače rozpojené.

n Funkční zkoušky řádné montáže a správného zapojení, zkouška výpadu

proudu

n Izolační odpor obvodů ss proudu – 2 měření dle normy:

“1. měření mezi negativní elektrodou fv-generátoru a zemí, s následu-

jící zkouškou mezi pozitivní elektrodou fv-generátoru a zemí”

“2. měření mezi zemí a těmi mezi sebou zkratovanými negativní a

pozitivní elektrodou fv-generátoru”

Pozor: Před měřením odpojit přepěťový svodič

Minimální hodnoty izolačního odporu

Metoda

zkoušek

napětí systému

stc

x 1,25) V

zkušební

napští V

nejmenší izolační

odpor MΩ

měření 1

< 120 250 0,5

120 až 500 500 1

> 500 1000 1

měření 2

< 120 250 0,5

120 až 500 500 1

> 500 1000 1

Pramen: DIN EN 62446

nORMY

ČSN 33 2000-1; IEC 60364-1

Zřizování nízkonapěťových zařízení

Část 1 – Všeobecné zásady

Určení všeobecných znaků, pojmy

ČSN 33 2000- 6; IEC 60364- 6

Zřizování nízkonapěťových zařízení Část 6 – Zkoušky

EN 50110-1

Provoz elektrických zařízení – všeobecná ustanovení

ČSN 33 2000- 7 - 712; IEC 60364- 7 - 712

Požadavky na závodní dílny, místnosti a zařízení, obzvlášť solar-fotovoltaic-

ké-(fv)-zdrojové systémy

VIEC 60904 – 2

Fotovoltaická zařízení. Část 2 –

Požadavky na referenční články

VDE 0126-21 (E)

Fotovoltaika ve stavebnictví

IEC 62446

Na síť napojené fotovoltaické systémy

Minimální požadavky na systémovou dokumentaci Zkoušky při uvedení do

provozu a revizní zkoušky

EN 61730 – 1 / EN 61730-2

Fotovoltaické(fv) moduly – bezpečnostní kvaliﬁkace.

Část 1: Požadavky na výstavbu

IEC 61215

Terrestrické krystalické siliziové -fotovoltaické(fv) moduly-

způsobilost konstrukce a její povolení

IEC 61464

Terrestrické tenkovrstvé-fotovoltaické(fv) moduly-

způsobilost konstrukce a její povolení

IEC 82 / 571 (CDV)

Zkouška reakce výkonu fotovoltaických(fv) modulů - a vyměření energie

Část 1 – měření výkonu v poměru k síle ozáření a teploty jakož i vyměření

výkonu

EN 62108

Způsobilost konstrukce koncentratorových modulů a jejich zařazení