Technické informace
Přesnost měření Energetické hodnoty a stupeň účinnosti pro FV-střídač Sunny Boy a Sunny Mini Central
Obsah Každý provozovatel fotovoltaického zařízení chce být co nejlépe informován o výkonu a výnosu svého zařízení. Za tímto účelem provádějí provozovatelé často vlastní zkoušky, s cílem ověřit si výrobcem uvedené údaje a střídačem zobrazované hodnoty. V této souvislosti je třeba zdůraznit dva příklady: 1. Odchylky v energetických hodnotách v různých zobrazeních. 2. Zjištění stupně účinnosti.
Messgenau-UCZ092520
Verze 2.0
1/5
Technické informace
Odchylky v zobrazení energetických hodnot
1 Odchylky v zobrazení energetických hodnot Během provozu fotovoltaického zařízení provozovatel příležitostně zjistí, že energetické hondoty, které na jedné straně ukazuje měřič napájení a na druhé straně střídač či data loggery, se od sebe liší. V této kapitole jsou popsány možné důvody těchto odchylek. Kromě toho je zde vysvětleno, jaké rozdíly jsou normální a které signalizují poruchu.
1.1 Hodnoty měřiče napájení Co se týče energetického výnosu zařízení, je měřič napájení jedinou platnou referenční hodnotou. Kalibrovaný měřič napájení však neprovádí zcela přesná měření, jsou zde přípustné tolerance. V závislosti na přiřazené odchylkové třídě (většinou třída 1 nebo 2) smí podle DIN EN 62053 vykazovat odchylku měření ve výši do ± 2 % (třída 2). Mechanické měřiče elektricity zpravidla splňují požadavky přesnosti třídy 2. Příkon měřiče napájení, který se v závislosti na typu konstrukce a provedení pohybuje mezi 0,5 a 3 watty, a ztráty z důvodu náběhového proudu jsou při srovnání s údaji ve střídači zpravidla zanedbatelné, s výjimkou malých výkonů zařízení či velice nízkých denních energetických hodnot.
1.2 Měřicí zařízení střídače Střídač obsahuje měřicí zařízení, která zajiš?ují řádné řízení provozu. Úkolem střídače je zjistit provozní moment s maximálním výnosem, zatímco úlohou měřiče je provést precizní energetická měření. Z hlediska maximální přeměny energie je proto pro střídač rozhodující přesné zachycení změn ukazatelů hodnot, jako např. sí?ový proud nebo FV napětí. Důležitější než vysoká, absolutní přesnost je v tomto případě vysoká reprodukovatelnost. Ve srovnání s kalibrovaným měřičem napájení mohou měřicí kanály střídače vykazovat toleranci až ± 3 %, vztaženo na nejvyšší hodnotu měřicího rozsahu za jmenovitých podmínek. V případě nízkého napájecího výkonu proto může být relativní odchylka i příslušným způsobem větší. Tyto odchylky jsou pak v příslušném poměru přítomny i v odvozených hodnotách, jako např. v napájené energii. Kromě toho je nutné přičíst ztráty na vodiči AC kabelového propojení. Ty by při jmenovitém výkonu neměly přesáhnout 1 %, jak je doporučeno v přístrojové dokumentaci. Ve sporném případě je nutné zkontrolovat, zda je instalované AC kabelové propojení v souladu s délkami vedení a průřezy vodičů, doporučenými v přístrojové dokumentaci.
SMA Solar Technology AG
2/5
Technické informace
Odchylky v zobrazení energetických hodnot
1.3 Odchylky a poruchy S ohledem na výše uvedené tolerance měření a další vlivy se může stát, že se tolerance měřicích zařízení sečtou, čímž vzniknou odchylky mezi údaji zobrazenými ve střídači a v měřiči napájení. Jelikož toleranční rozsah těchto odchylek závisí na aktuálním napájecím výkonu, není možné udat hodnotu maximální povolené odchylky. Odchylka při jmenovitém provozu, která je vyšší než 10 %, však signalizuje poruchu určitého měřicího zařízení. V tomto případě by měla být provedena podrobnější kontrola kompletního zařízení.
Příklad výpočtu procentuální odchylky a absolutní hodnoty: Měřicí rozsah (koncová hodnota na stupnici): Přípustné hodnoty u proudu o velikosti 20 A: Přípustné hodnoty u proudu o velikosti 2 A:
SMA Solar Technology AG
50 A, přípustná odchylka ± 2 % (odpovídá absolutní hodnotě ± 1 A) 19 A ... 21 A (odpovídá relativní hodnotě ± 5 %) 1 A ... 3 A (odpovídá relativní hodnotě ± 50 %)
3/5
Technické informace
Zjištění stupně účinnosti
2 Zjištění stupně účinnosti Aby se provozovatel fotovoltaického zařízení přesvědčil o výkonnosti svého střídače, srovnává údaje o stupni účinnosti uvedené v technickém listu s vlastnoručně propočteným stupněm účinnosti, který se skládá z naměřených a dalších údajů, které střídač zobrazuje či dodává. Tento postup se však ukazuje jako nevhodný. V této kapitole jsou vysvětleny důvody, proč měření stupně účinnosti provedené provozovatelem zařízení vede k výsledkům, které jsou nepoužitelné.
2.1 Měřicí zařízení střídače Ve střídači jsou integrována měřicí zařízení, která zajiš?ují správné řízení provozu střídače. Úkolem střídače je zjistit provozní moment s maximálním výnosem. Z hlediska maximální přeměny energie je proto pro střídač rozhodující přesné zachycení změn ukazatelů hodnot, jako např. sí?ový proud nebo FV napětí. Daleko důležitější než absolutní přesnost je přitom vysoká reprodukovatelnost. V případě měřicích zařízení střídače se nejedná o kalibrovanou měřicí techniku. Měřicí kanály střídače mohou vykazovat toleranci až ± 4 % pro DC měření ± 3 % pro AC měření (vztaženo na nejvyšší hodnotu měřicího rozsahu za jmenovitých podmínek). V případě nízkého napájecího výkonu může být relativní odchylka (též) příslušným způsobem větší. Tyto odchylky se pak v příslušném poměru projeví v odvozených hodnotách.
2.2 Stupeň účinnosti střídače Uvedený stupeň účinnosti střídače se určuje prostřednictvím vysoce přesných měřicích postupů a představuje poměr výkonu na výstupu a výkonu na vstupu za jmenovitých podmínek. Tyto údaje byly potvrzeny i nezávislými zkušebními instituty. Pokud je střídač provozován za jiných než jmenovitých podmínek, např. za odlišného vstupního napětí, při částečném zatížení nebo za zvýšené okolní teploty, jsou hodnoty stupně účinnosti odlišné.
2.3 Stanovení měřením proudových a napě? ových hodnot Provozovatelem provedené stanovení stupně účinnosti měřením proudových a napě?ových hodnot na vstupu a výstupu pomocí měřicích přístrojů, které vykazují na trhu běžné či vyšší tolerance, vede k výsledkům, které jsou nepoužitelné. Přesné stanovení stupně účinnosti je možné pouze za použití vysoce přesných a velice drahých analyzátorů výkonu a za laboratorních podmínek, což umožňuje současné zjištění hodnot na vstupu a výstupu.
SMA Solar Technology AG
4/5
Technické informace
Zjištění stupně účinnosti
2.4 Stanovení poměrem K neplatným výsledkům vede i stanovení stupně účinnosti poměrem ze vstupních a výstupních hodnot zobrazených ve střídači či jím dodaných. Důvodem jsou zmíněné tolerance (srov. kapitola 2.1) při zjiš? ování měřicích hodnot a nepatrný časový posun v interní komunikaci střídače a při přenosu na data logger. Tyto příčiny vedou k tomu, že proudové, napě?ové a výkonnostní hodnoty zobrazované na displeji a předávané v komunikační síti nejsou úplně identické. Při nestálém počasí, tzn. při rychlých změnách intenzity ozáření, je tento výsledek navíc ovlivněn stanovováním středních hodnot.
2.5 Zkušební středisko SMA Solar Technology Z výše uvedených bodů vyplývá, že skutečný stupeň účinnosti střídače lze zjistit pouze prostřednictvím velice složitého elektronického měřicího zařízení. SMA Solar Technology má k dispozici výborně vybavené zkušební středisko. Kromě toho se před expedicí každý SMA střídač podrobuje dlouhodobé zkoušce a kontrole výkonnosti.
SMA Solar Technology AG
5/5
