Ακρίβεια μέτρησης. Τιμές ενέργειας και βαθμός απόδοσης για Φωτοβολταϊκοί μετατροπείς Sunny Boy και Sunny Mini Central

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ακρίβεια μέτρησης. Τιμές ενέργειας και βαθμός απόδοσης για Φωτοβολταϊκοί μετατροπείς Sunny Boy και Sunny Mini Central"

Ευαδνη Δραγούμης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Ακρίβεια μέτρησης Τιμές ενέργειας και βαθμός απόδοσης για Φωτοβολταϊκοί μετατροπείς Sunny Boy και Sunny Mini Central ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ο κάθε ιδιοκτήτης μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης θέλει να τις καλύτερες δυνατές πληροφορίες σχετικά με την απόδοση και την ισχύ της εγκατάστασής του. Για το σκοπό αυτό οι ιδιοκτήτες φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων διενεργούν από μόνοι τους ελέγχους πορκειμένου, να ελέγξουν την εγκυρότητα των στοιχείων που δίνουν οι κατασκεαστές ή των τιμών που εμφανίζουν οι μετατροπείς. Σχετικά με το θέμα αυτό θα εστιάσουμε σε δύο παραδείγματα: 1. Αποκλίσεις μεταξύ των διαφόρων ενδείξεων των τιμών ενέργειας. 2. Υπολογισμός του βαθμού απόδοσης. Messgenau-UGR Έκδοση 1,0

Για το σκοπό αυτό οι ιδιοκτήτες φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων διενεργούν από μόνοι τους ελέγχους πορκειμένου, να ελέγξουν την εγκυρότητα των στοιχείων που δίνουν οι

2 Αποκλείνουσες τιμές ενέργειας 1 Αποκλείνουσες τιμές ενέργειας Κατά τη λειτουργία μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, ο ιδιοκτήτης μπορεί να παρατηρήσει ότι περιστασιακά οι τιμές ενέργειας που παρουσιάζονται στον μετρητή τροφοδοσίας και αυτές που παρουσιάζονται στον μετατροπέα ή στον καταγραφέα δεδομένων διαφέρουν μεταξύ τους. Στο κεφάλαιο αυτό θα περιγράψουμε τις πιθανές αιτίες για τις αποκλίσεις αυτές. Επιπλέον θα επισημάνουμε αναφέρουμε τις διαφορές, οι οποίες είναι φυσιολογικές και τις διαφορές που σημαίνουν ότι υπάρχει σφάλμα λειτουργίας της εγκατάστασης. 1.1 Τιμές του μετρητή τροφοδοσίας Για την ενεργειακή απόδοση μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, μόνη έγκυρη πηγή είναι ο μετρητής τροφοδοσίας. Ένας βαθμονομημένος όμως μετρητής τροφοδοσίας δεν μετρά με απόλυτη ακρίβεια, αλλά με κάποιες αποδεκτές ανοχές. Ανάλογα με την κλάση σφαλμάτων στην οποία ανήκει (συνήθως κετηγορία 1 ή 2) και σύμφωνα με το πρότυπο DIN EN επιτρέπεται να παρουσιάζει σφάλμα μέτρησης ± 2 % (Κλάση 2). Οι μηχανικοί μετρητές ενέργειας πληρούν κατά κανόνα την κλάση ακριβείας 2. Η ιδία κατανάλωση του μετρητή τροφοδοσίας, εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής και τον τύπο του και είναι μεταξύ 0,5 και 3 Watt, ενώ μαζί με τις απώλειες λόγω του ρεύματος ενεργοποίησης μπορούν κατά την σύγκριση με τα στοιχεία ενός μετατροπέα να μην ληφθούν υπόψη, εκτός και εάν πρόκειται για εγκαταστάσεις με πολύ μικρή ισχύ ή σε περίπτωση πολύ χαμηλών ημερήσιων τιμών ενέργειας. 1.2 Συστήματα μέτρησης του μετατροπέα Ο μετατροπέας διαθέτει συστήματα μέτρησης τα οποία εξασφαλίζουν την σωστή λειτουργία της εγκατάστασης. Ο σκοπός του μετατροπέα είναι ο υπολογισμός του σημείου λειτουργία με τη μεγαλύτερη απόδοση ενώ ο μετρητής πρέπει να δίνει την ακριβέστερη δυνατή μέτρηση. Για την καλύτερη δυνατή μετατροπή της ενέργειας είναι σημαντικό, ο μετατροπέας να ανιχνεύει με ακρίβεια τις αλλαγές σε χαρακτηριστικά μεγέθη όπως το δίκτυο του ρεύματος και η φωτοβολταϊκή τάση. Για το σκοπό αυτό είναι σημαντικότερη η δυνατότητα ακριβούς αναπαραγωγής του αποτελέσματος από την ακρίβεια του αποτελέσματος. Σε σύγκριση με τον βαθμονομημένο μετρητή τροφοδοσίας, τα κανάλια μέτρησης ενός μετατροπέα μπορεί να παρουσιάζουν ανοχές έως και ± 3 %, ως προς τη σχετική τελική τιμή της περιοχή τιμών μέτρησης, υπό ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας. Σε περίπτωση χαμηλής ισχύος τροφοδοσίας, ενδέχεται η σχετική απόκλιση να είναι μεγαλύτερη. Οι αποκλίσεις αυτές απεικονίζονται αναλογικά και στις τιμές που υπολογίζονται με αυτές, όπως π.χ. η ενέργεια τροφοδοσίας. SMA Technologie AG 2/5

Στο κεφάλαιο αυτό θα περιγράψουμε τις πιθανές αιτίες για τις αποκλίσεις αυτές.

3 Αποκλείνουσες τιμές ενέργειας Πρέπει επιπλέον να συνυπολογιστούν απώλειες αγωγών στην καλωδίωση AC. Αυτές θα πρέπι, όπως συνιστάται στα τεχνικά εγχειρίδια, στις ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας να μην υπερβαίνουν το 1 %. Για το λόγο αυτό βεβαιωθείτε εάν η καλωδίωση AC που έχει τοποθετηθεί, συμφωνεί με τα μήκη των αγωγών και τις σχετικές διατομές, όπως συνιστώνται στα τεχνικά έγγραφα. 1.3 Αποκλίσεις και σφάλματα λειτουργίας Λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω ανοχές μέτρησης και των παραγόντων που επηρεάζουν τις μετρήσεις ενδέχεται να αθροιστούν τα σφάλματα ανοχών και να οδηγήσουν σε αποκλίσεις τιμών μεταξύ της ένδειξης του μετατροπέα και της ένδειξης του μετρητή τροφοδοσίας. Επειδή η περιοχή ανοχών των αποκλίσεων αυτών εξαρτάται ιδιαίτερα από την τρέχουσα ισχύ τροφοδοσίας, ενδέχεται να δίνεται μία τιμή μέγιστης απόκλισης. Τιμές απόκλισης οι οποίες ξεπερνούν το 10 % στις ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας, είναι ένδειξη για την ύπαρξη σφάλματος λειτουργίας σε ένα από τα συστήματα μέτρησης. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να διενεργείται αναλυτικός έλεγχος ολόκληρης της εγκατάστασης. Παράδειγμα υπολογισμού της ποσοστιαίας ένδειξης σφλμάτων και της απόλυτης τιμής: Τιμή μετρήσεων αισθητήρα ρεύματος (τελική τιμή κλίμακας): 50 A, επιτρεπόμενο σφάλμα ± 2 % (αντιστοιχεί σε απόλυτη τιμή ± 1 A) Επιτρεπόμενες τιμές σε ρεύμα 20 A: 19 A A (αντιστοιχεί σε σχετική τιμή ± 5 %) Επιτρεπόμενες τιμές σε ρεύμα 2 A: 1 A... 3 A (αντιστοιχεί σε σχετική τιμή ± 50 %) SMA Technologie AG 3/5

Για το λόγο αυτό βεβαιωθείτε εάν η καλωδίωση AC που έχει τοποθετηθεί, συμφωνεί με τα μήκη των αγωγών και τις σχετικές διατομές, όπως συνιστώνται στα τεχνικά έγγραφα. 1.

4 Υπολογισμός του βαθμού απόδοσης 2 Υπολογισμός του βαθμού απόδοσης Για να βεβαιωθεί ο ιδιοκτήτης μιας φωτοβολταϊκής εγκατάσταση για την αποδοτικότητα του μετατροπέα του, συγκρίνει το βαθμό απόδοσης που δίνεται στο φύλλο τεχνικών δεδομένων από τον κατασκευαστή του μετατροπέα, με το βαθμό απόδοσης που υπολογίζει ο ίδιος, μεταξύ άλλων χρησιμοποιώντας τα στοιχεία μέτρησης και άλλες στοιχεία που δίνει ο μετατροπέας. Η μέθοδος αυτή είναι όμως ακατάλληλη για την αξιολόγηση της απόδοσης του μετατροπέα. Στο κεφάλαιο που ακολουθεί επισημαίνονται οι λόγοι, για τους οποίους δεν είναι δυνατός ο αξιόπιστος υπολογισμός του βαθμού απόδοσης από τον ίδιο τον χρήστη του μετατροπέα. 2.1 Συστήματα μέτρησης του μετατροπέα Ο μετατροπέας διαθέτει συστήματα μέτρησης τα οποία εξασφαλίζουν την σωστή λειτουργία του μετατροπέα. Σκοπός του μετατροπέα είναι ο υπολογισμός του σημείου εργασίας, στο οποίο υπάρχει η μέγιστη απόδοση της εγκατάστασης. Για την καλύτερη δυνατή μετατροπή της ενέργειας είναι σημαντικό, ο μετατροπέας να ανιχνεύει με ακρίβεια τις αλλαγές σε χαρακτηριστικά μεγέθη όπως το δίκτυο του ρεύματος και η φωτοβολταϊκή τάση. Για το σκοπό αυτό είναι σημαντικότερη η δυνατότητα ακριβούς αναπαραγωγής του αποτελέσματος από την ακρίβεια του αποτελέσματος. Τα συστήματα μέτρησης του μετατροπέα δεν είναι βαθμονομημένα. Σε σύγκριση με τον βαθμονομημένο μετρητή τροφοδοσίας, τα κανάλια μέτρησης ενός μετατροπέα μπορεί να παρουσιάζουν ανοχές έως και ± 4 % για μετρήσεις τιμών DC και έως ± 3 % για μετρήσεις τιμών AC (ως προς την σχετική τελική τιμή της περιοχής μέτρησης και σε ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας). Σε περίπτωση χαμηλής ισχύος τροφοδοσίας, ενδέχεται η σχετική απόκλιση να είναι μεγαλύτερη. Οι αποκλίσεις αυτές απεικονίζονται αναλογικά και στις τιμές που υπολογίζονται με αυτές. 2.2 Βαθμός απόδοσης του μετατροπέα Ο βαθμός απόδοσης που δίνεται για τον μετατροπέα υπολογίζεται με τη βοήθεια διαδικασιών μέτρησης μεγάλης ακρίβειας και υπολογίζεται ως η σχέση μεταξύ της ισχύος εξόδου προς την ισχύ εισόδου σε ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας. Τα δεδομένα αυτά τα επιβεβαιώνουν στη συνέχεια και ανεξάρτητοι οργανισμοί ελέγχου. Εάν ο μετατροπέας δεν χρησιμοποιείται σε ονομαστικές συνθήκες λειτουργίας, αλλά κάτω από διαφορετικές συνθήκες, όπως π.χ. με αποκλίνουσες τάσεις εισόδου, σε λειτουργία μερικού φορτίου ή σε περιβάλλον με αυξημένη θερμοκρασία, ο μετατροπέας δίνει αποκλίνουσες τιμές για το βαθμό απόδοσης. SMA Technologie AG 4/5

δίνει ο μετατροπέας. Η μέθοδος αυτή είναι όμως ακατάλληλη για την αξιολόγηση της απόδοσης του μετατροπέα.

5 Υπολογισμός του βαθμού απόδοσης 2.3 Καθορισμός του βαθμού απόδοσης με μέτρησης των τιμών ρεύματος και τάσης Η προσπάθεια καθορισμού του βαθμού απόδοσης από τον ιδιοκτήτη της εγκατάστασης, με μέτρηση των τιμών ρεύματος και τάσης στην είσοδο και στην έξοδο της συσκευής, με τη βοήθεια κοινών εργαλείων μέτρησης του εμπορίου, δεν οδηγεί σε αξιοποιήσιμα αποτελέσματα. Ο ακριβής προσδιορισμός του βαθμού απόδοσης είναι εφικτός μόνο με πολύ ακριβούς αναλυτές ισχύος υψηλής ακρίβειας και μόνο σε εργαστηριακές συνθήκες, όπου είναι δυνατή η ταυτόχρονη ανίχνευση όλων των τιμών εισόδου και εξόδου ταυτόχρονα. 2.4 Καθορισμός μιας σχέσης μεταξύ των τιμών Ο προσδιορισμός του βαθμού απόδοσης μέσω της σχέσης των τιμών εισόδου και εξόδου που δίνονται από τον μετατροπέα δεν οδηγεί επίσης σε αξιοποιήσιμα αποτελέσματα. Οι λόγοι για αυτό είναι οι προαναφερθείσες ανοχές (βλέπε Κεφάλαιο 2.1) στην ανίχνευση των τιμών μέτρησης καθώς και η μικρή χρονική διαφορά στην εσωτερική επικοινωνία του μετατροπέα ή κατά τη μετάδοση των δεδομένων σε έναν καταγραφέα δεδομένων. Τα αίτια αυτά έχουν ως αποτέλεσμα να μην συμφωνούν απολύτως οι τιμές τάσης, ρεύματος και ισχύος μεταξύ της ένδειξης και της επικοινωνίας του μετατροπέα. Όταν αλλάζει ο καιρός, όταν δηλαδή υπάρχει γρήγορη εναλλαγή ττης έντασης της ακτινοβολίας αλλιώνεται επιπλέον το αποτέλεσμα, λόγω του σχηματισμού μιας μέσης τιμής. 2.5 Κέντρο δοκιμών της SMA Τα σημεία που προαναφέρθηκαν καθιστούν σαφές ότι ο πραγματικός βαθμός απόδοσης του μετατροπέα μπορεί να προσδιοριστεί μόνο με τη βοήθεια πολύπλοκων ηλεκτρονικών συστημάτων μέτρησης. Η εταιρεία SMA Technologie AG διαθέτει ένα άριστα εξοπλισμένο κέντρο δοκιμών. Επιπλέον, ο κάθε μετατροπέας της SMA περνά πριν από την παράδοσή του μία δοκιμή αντοχής στην οποία ελέγχεται η αποδοτικότητά του. SMA Technologie AG 5/5

είσοδο και στην έξοδο της συσκευής, με τη βοήθεια κοινών εργαλείων μέτρησης του εμπορίου, δεν οδηγεί σε αξιοποιήσιμα αποτελέσματα.

Σχετικά έγγραφα

Διακόπτης προστασίας αγωγών:

Διακόπτης προστασίας αγωγών: Διαστασιολόγηση των κατάλληλων διακοπτών προστασίας αγωγών για μετατροπείς υπό ειδικές συνθήκες Περιεχόμενα Η επιλογή του σωστού διακόπτη προστασίας αγωγών εξαρτάται από διάφορους