22 831 25 21  22 831 42 56  merserwis@merserwis.pl

Badanie bezpieczeństwa i efektywności instalacji fotowoltaicznych zgodnie z normą PN-EN 62446 cz. 1

Badanie bezpieczeństwa i efektywności instalacji fotowoltaicznych zgodnie z normą PN-EN 62446 za pomocą przyrządów Metrel MI 3108 Eurotest PV oraz MI 3109 Eurotest PV Lite



Instalacje fotowoltaiczne, podobnie jak inne odnawialne źródła energii, cieszą się w ostatnim czasie w Polsce bardzo dużym zainteresowaniem zarówno pośród zarządców obiektów przemysłowych, jak i odbiorców domowych. Rosnące ceny energii elektrycznej oraz liczne dofinansowania promujące budowę tego typu instalacji sprawiają, że ich liczba wzrasta wręcz lawinowo. Taka sytuacja rynkowa często niestety negatywnie wpływa na jakość używanych komponentów oraz jakość usługi montażu takich instalacji. W konsekwencji może to skutkować znacznym obniżeniem bezpieczeństwa obsługi i wzrostem ryzyka wystąpienia porażenia, poparzenia czy wybuchu pożaru związanego z nieprawidłową pracą instalacji. W niniejszej publikacji postaramy się przybliżyć specyfikę badań bezpieczeństwa instalacji fotowoltaicznych zgodnie z normą PN-EN 62446-1 przy pomocy dwóch modeli przyrządów pomiarowych firmy Metrel – MI 3108 Eurotest PV oraz MI 3109 Eurotest PV Lite – informacje w niej zawarte mogą być przydatne zarówno dla osób budujących instalacje, dokonujących sprawdzeń jak i użytkowników końcowych, którzy zlecają budowę inwestując często sporą ilość zasobów finansowych a później na co dzień są narażeni na ewentualne niebezpieczeństwa wynikające z nieprawidłowego dobrania elementów, wykonania lub sprawdzenia instalacji. Poruszymy także kwestie związane ze sprawdzeniem efektywności pracy elementów jak i całej instalacji, które pozwolą zweryfikować czy instalacja wytwarza w danych warunkach środowiskowych odpowiednią ilość energii zgodnie z danymi producenta czy też jest bardziej wątpliwą i niebezpieczną ozdobą dachu czy terenu w otoczeniu domu czy zakładu przemysłowego.

Spis treści


Dokumentacja, czyli przejrzyste informacje na temat instalacji od projektu do uruchomienia



Zanim przejdziemy do omawiania tego, w jaki sposób instalacja fotowoltaiczna powinna być sprawdzana poruszymy bardzo ważną kwestię dotyczącą dokumentacji dotyczącej instalacji, którą użytkownik czy zarządca powinien otrzymać po zakończeniu prac związanych z budową i sprawdzaniem instalacji. Dokumentacja instalacji fotowoltaicznej powinna przede wszystkim obejmować podstawowe informacje o wybudowanej instalacji – czyli m.in. moc znamionową instalacji, informacje o panelach oraz inwerterach (informacje o producencie, modelu oraz liczbie), datę zainstalowania, datę sprawdzenia i oddania do eksploatacji, informacje o zlecającym montaż oraz adres zainstalowanej instalacji. Oprócz tego dokumentacja powinna obejmować dane kontaktowe firmy projektującej instalację oraz osoby odpowiedzialnej za stworzenie danego projektu, a także dokładny schemat jednokreskowy instalacji fotowoltaicznej (w przypadku bardzo rozległych instalacji możliwość zastąpienia formą tabelaryczną).

Schemat powinien jednoznacznie odzwierciedlać rzeczywistą matrycę modułów fotowoltaicznych z podaniem typów, całkowitej liczby modułów, liczby stringów (wraz z liczbą modułów tworzących dany string) oraz przypisaniem stringów do konkretnych inwerterów. Każdy string powinien mieć także sprecyzowany typ oraz przekrój stosowanych przewodów, dane znamionowe dotyczące napięć i prądów znamionowych oraz (jeśli dotyczy) informacji na temat zastosowanych zabezpieczeń nadprądowych i zastosowanym typie diod zaporowych. Cała matryca instalacji powinna być zobrazowana biorąc pod uwagę kluczowe dane takie jak typ i przekrój przewodów łączeniowych, lokalizacje elementów łączeniowych i przyłączeniowych (z ang. combiner box, junction box), lokalizację głównego wyłącznika DC oraz jego parametrów znamionowych, lokalizacje zabezpieczeń nadprądowych wraz z ich danymi znamionowymi (jeśli dotyczy) oraz innych elementów zabezpieczających (jeśli dotyczy). Dodatkowo dokumentacja musi także dokładnie obrazować stronę AC instalacji fotowoltaicznej a więc określać rozmieszczenie elementów łączeniowych i zabezpieczających (zarówno nadprądowych jak i różnicowoprądowych RCD – jeśli występują) oraz instalację uziemiającą (połączenia uziemiające / wyrównawcze, ochrona odgromowa, ograniczniki przepięć po stronie AC / DC). Jeśli matryca składa się co najmniej z 3 stringów konieczny jest też rysunek z podziałem matrycy na poszczególne stringi. Dokumentacja powinna także posiadać karty katalogowe wszystkich najważniejszych elementów składowych instalacji fotowoltaicznych i konstrukcji mocującej.


Bardzo ważnym elementem składowym dokumentacji jest opis systemów bezpieczeństwa oraz instrukcji zachowania się w razie awarii! To wymaganie jest bardzo często bagatelizowane, a bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo osób przebywających w otoczeniu instalacji w razie wystąpienia usterki i jej następstw. Informacje, z którymi zarządcy i użytkownicy instalacji bezwarunkowo muszą być zaznajomieni to m.in. procedury weryfikacji poprawności pracy instalacji, lista kontrolna zawierająca zakres czynności, które krok po kroku należy wykonać w przypadku wystąpienia awarii, procedura awaryjnego wyłączenia instalacji i jej odizolowania, zalecenia konserwacyjne, zalecenia dotyczące prac w otoczeniu instalacji – jeśli dotyczy. Oprócz tego użytkownik lub zarządca powinien otrzymać dokumenty gwarancyjne a także wszystkie inne dokumenty związane z podłączeniem instalacji do sieci danego operatora oraz oczywiście wyniki pomiarów odbiorczych z podpisem i danymi kontaktowymi osoby, która sprawdzenia odbiorczego dokonała.

Dlaczego dostępność prawidłowo sporządzonej dokumentacji jak i przyswojenie sobie podstawowych procedur przez użytkownika jest takie ważne, że zdecydowaliśmy się poświęcić jej pierwszą część naszej publikacji? Z kilku powodów. Po pierwsze - znajomość podstawowych informacji jest niezwykle ważna z punktu widzenia prawidłowego przebiegu akcji gaśniczej w razie wystąpienia pożaru instalacji! Ze względu na fakt, że moduły fotowoltaiczne generują napięcie nawet po wyłączeniu instalacji akcja strażaków rozpocznie się od rozpoznania sytuacji i możliwej minimalizacji niebezpieczeństwa porażenia lub oślepienia łukiem gaszących pożar. Dlatego też strażacy po przyjeździe na miejsce mogą zapytać użytkownika o rozmieszczenie kluczowych elementów i dostęp do procedur wyłączania instalacji. Oprócz tego dokładna znajomość topologii instalacji oraz jej kluczowych parametrów jest niezbędna do rzetelnego sprawdzenia bezpieczeństwa czy efektywności danej instalacji. Dane zawarte w kartach katalogowych elementów składowych posłużą do prawidłowego ustawienia parametrów pomiarowych (o czym w kolejnych częściach), a procedury bezpieczeństwa zawarte w dokumentacji powinny być zawsze dostępne dla osoby wykonującej sprawdzenia oraz użytkownika. Niemniej ważny jest fakt, że dokumentacja końcowa obejmująca już także protokoły sprawdzenia odbiorczego jest zaświadczeniem, że instalacja została wykonana zgodnie z wymaganiami odpowiednich przepisów i norm. Jest to szczególnie ważne w przypadku, gdy instalacja ulegnie awarii i wyrządzi szkody, a obiekt, na którym jest ona zbudowana jest ubezpieczony. Nieprawidłowości w dokumentacji mogą stanowić przyczynę obniżenia lub całkowitego odmówienia wypłaty odszkodowania przez ubezpieczyciela. Dlatego też dokumentacja powinna być jak najbardziej szczegółowa. Inwestor powinien dokładnie zwracać uwagę na jej kompletność oraz szczegółowe dane kontaktowe osób odpowiedzialnych za poszczególne etapy budowy. Szczególną uwagę należy zwracać na kompletność protokołu ze sprawdzenia instalacji i prawidłowość zapisów, które się tam znajdują. O tym jakie dane taki protokół powinien zawierać napiszemy w końcowej części publikacji.

Od czego zacząć badanie instalacji fotowoltaicznej



Badanie każdej instalacji fotowoltaicznej – podobnie jak przy odbiorczych badaniach instalacji elektrycznych niskiego napięcia należy rozpocząć od oględzin. Oględziny są inspekcją instalacji za pomocą zmysłów, wykonywaną w celu sprawdzenia poprawności doboru i montażu poszczególnych elementów instalacji fotowoltaicznych oraz zgodności z dokumentacją projektową. Podstawą oględzin są wytyczne normy PN-HD 60364-6 z uwzględnieniem dodatkowych aspektów związanych głównie ze stroną DC instalacji i inwerterem, do których należą między innymi: sprawdzenie czy instalacja została wykonana z elementów dopuszczonych do użytku na terenie Unii Europejskiej zgodnych z wymaganiami odpowiednich przepisów, instalacja została prawidłowo zainstalowana, dobrano prawidłowe środki ochrony przed porażeniem a także prawidłowe środki ochrony przed uszkodzeniem izolacji oraz prawidłowe zabezpieczenia nadprądowe. Oględzinom podlegają także elementy instalacji uziemiającej, środki ochrony odgromowej oraz przeciwprzepięciowej oraz poprawny dobór elementów składowych układu po stronie DC.

Po stronie AC instalacji fotowoltaicznej należy sprawdzić możliwości odizolowania inwertera, prawidłową konfigurację sieci, ustawienia inwertera oraz ochronę przeciwporażeniową. Bardzo ważną rolę pełni też prawidłowe oznaczenie elementów składowych instalacji (a w szczególności kluczowych wyłączników!) etykietami z nazwą elementu oraz miejsc, gdzie może utrzymywać się niebezpieczne napięcie (etykiety z ostrzeżeniami). W rozdzielnicy fotowoltaicznej powinny znaleźć się też schematy instalacji, dane kontaktowe montażysty / konserwatora, opisy procedur wyłączenia instalacji i postępowania w razie awarii. Wszystkie te oznaczenia powinny być wykonane i przytwierdzone w sposób gwarantujący ich trwałość i czytelność. Jeśli w czasie oględzin stwierdzono odstępstwa od projektu, ale mieszczą się one w granicach dopuszczalnych przez odpowiednie przepisy należy zaktualizować dokumentację powykonawczą by odzwierciedlała stan faktyczny.

Prawidłowe wykonanie oględzin, choć w praktyce często bagatelizowane, może uchronić przed dopuszczeniem do eksploatacji nieprawidłowo wykonanej instalacji, może także uchronić osobę wykonującą pomiary przed niebezpieczeństwem mogącym wynikać z popełnionych błędów montażowych oraz przyczynić się do sprawniejszego przebiegu akcji gaśniczej czy ratunkowej w razie awarii instalacji. Dodatkowo wyniki oględzin pozwalają także prawidłowo dobrać parametry pomiarowe, a więc rzetelnie i miarodajnie sprawdzić bezpieczeństwo i parametry pracy instalacji. Szczegółowe procedury oględzin można znaleźć w zapisach normy PN-EN 62446-1.

Oględziny za nami - co dalej? Dobór odpowiedniego przyrządu pomiarowego



Kolejnym krokiem po przeprowadzeniu oględzin jest wykonanie odpowiednich pomiarów instalacji. Do tych pomiarów potrzebny nam będzie oczywiście odpowiedni przyrząd spełniający wymagania norm PN-EN 61557 oraz PN-EN 61010. Norma PN-EN 62446-1 dopuszcza (podobnie jak PN-HD 60364-6) stosowanie innych przyrządów i metod pomiarowych, jeśli zapewniają one nie gorszą dokładność i poziom bezpieczeństwa. Należy jednak pamiętać, że jeśli korzystamy ze sprzętu niespełniającego wymagań tych norm to w przypadku wypadku na sprawdzanej takim przyrządem instalacji możemy być poproszeni o udowodnienie, że sprzęt rzeczywiście przeprowadzał próby w odpowiedni sposób i samo świadectwo wzorcowania w warunkach laboratoryjnych gdzie nie występują żadne zakłócenia zewnętrzne może nie być tutaj wystarczające. Oczywiście fakt ten może być także wychwycony wcześniej przez osobę odbierającą pomiary - więc zdecydowanie prościej i bezpieczniej jest pomiary wykonywać przyrządem renomowanego producenta spełniającym wymagania obu wymienionych wyżej norm. Na rynku istnieje kilka takich rozwiązań – w dalszej części pokrótce omówimy dwa modele mierników słoweńskiej firmy Metrel, która od ponad 60 lat produkuje przyrządy pomiarowe, w tym także MI 3108 Eurotest PV i MI 3109 Eurotest PV Lite służące do pomiarów bezpieczeństwa i efektywności instalacji fotowoltaicznych.


Przyrząd Metrel MI 3109 Eurotest PV Lite jest miernikiem dedykowanym tylko do badania instalacji fotowoltaicznych. Wykonuje wszystkie badania wymagane przez normę PN-EN 62446-1 omówione w dalszej części publikacji. Dodatkowo posiada możliwość zautomatyzowania procesu testowego poprzez wykonanie pomiarów napięć/prądów oraz rezystancji izolacji podczas jednej sekwencji testowej. Dostępny jest w dwóch wersjach wyposażenia ST oraz PS. Wersja ST jest wersją budżetową m.in. bez sondy bezpieczeństwa, czujników warunków środowiskowych i zewnętrznego rejestratora tych warunków. W wersji wyposażenia PS znajdziemy wszystkie te elementy pozwalające na precyzyjny pomiar i bieżącą rejestrację parametrów środowiskowych podczas pomiarów instalacji. Szczegółowe informacje na temat tego przyrządu można znaleźć w jego karcie katalogowej.

Przyrząd Metrel MI 3108 Eurotest PV jest hybrydą miernika pozwalającego badać instalacje fotowoltaiczne zgodnie z PN-EN 62446 oraz instalacje elektryczne zgodnie z PN-HD 60364-6. Pozwala więc na kompleksowe badanie zarówno instalacji generującej jak i instalacji odbiorczej gdzie pozwala zbadać rezystancję izolacji, ciągłość połączeń ochronnych, impedancję pętli zwarcia, rezystancję uziemienia czy parametry wyłączników różnicowoprądowych RCD. Podobnie jak MI 3109 dostępny jest w dwóch wersjach wyposażenia ST i PS - z tym, że obie te wersje zawierają zestaw czujników parametrów środowiskowych. Wersja PS w odróżnieniu od ST zawiera dodatkowo m.in. rejestrator irradiancji i temperatury A 1378 o którym szerzej napiszemy w dalszej części publikacji. Szczegółowe informacje na temat tego przyrządu można znaleźć w jego karcie katalogowej.

Oba omawiane przyrządy pomiarowe spełniają wymagania norm PN-EN 61557 oraz PN-EN 61010 oraz są wyposażone w pamięć wyników oraz oprogramowanie do tworzenie struktury pamięci oraz odczyt i obróbkę wyników pomiarowych. Obsługa obu przyrządach jest praktycznie identyczna, dlatego w dalszej części publikacji będziemy często ograniczać się do pokazywania zasady pomiarach na przykładowych ilustracjach dotyczących jednego modelu.

Przyrząd wybrany - czas na dobór odpowiednich testów



Posiadając sprzęt pomiarowy zgodny z odpowiednimi wymaganiami możemy zabrać się do planowania pomiarów, które będziemy wykonywać na instalacji fotowoltaicznej. Norma PN-EN 62446-1 dzieli badania na testy kategorii 1, kategorii 2 oraz testy dodatkowe. Oprócz tego norma definiuje specjalne wymagania dla instalacji zbudowanej z modułów AC lub modułów zawierających elektronikę. Jeśli badaniu poddajemy instalację z modułów zawierających elektronikę sterującą np. dedykowane dla każdego panelu optymalizatory – możliwość przeprowadzenia niżej opisanych badań oraz dopuszczalne wartości graniczne należy każdorazowo skonsultować z producentem modułów i/lub sterowników – jednak poza takimi sytuacjami należy przeprowadzać testy bez odstępstw od podanych przez normę scenariuszy.


Testy przypisane do kategorii 1 powinny być wykonane dla wszystkich instalacji niezależnie od ich rozmiaru czy złożoności. Sprawdzenie powinno obejmować zarówno stronę DC, jak i AC instalacji – przy czym (co ważne!) sprawdzenie strony AC zgodnie z PN-HD 60364-6 powinno być wykonane przed sprawdzeniem strony AC! Dopiero po wykonaniu odpowiednich pomiarów po stronie AC przechodzimy do sprawdzenia strony DC. Po stronie DC powinniśmy wykonać następujące testy zgodnie z zalecaną kolejnością: ciągłość połączeń uziemiających / wyrównawczych, test polaryzacji, test połączenia instalacji (combiner-boxów), napięcie otwartego obwodu Voc dla danego stringu, prąd zwarciowy Isc lub prąd pracy danego stringu, sprawdzenia funkcjonalne, rezystancja izolacji obwodów DC przy czym testy polaryzacji i prawidłowego połączenia powinien być wykonany przed połączeniem ze sobą różnych stringów. Alternatywnie do pomiarów napięcia otwartego obwodu oraz prądów można wykonać test charakterystyki napięciowo-prądowej I-V (które należy do testów kategorii 2).

Testy przypisane do kategorii 2 mogą być wykonane wyłącznie po pozytywnym zakończeniu testów kategorii 1. Kategoria 2 domyślnie dedykowana jest do sprawdzania większych i bardziej rozbudowanych instalacji chociaż norma nie definiuje żadnej konkretnej granicy. Z racji, że testy w kategorii 2 dotyczą bardziej efektywności instalacji niż bezpieczeństwa jak ma to miejsce w kategorii 1 (a wiadomo, że instalację buduje się po to aby skutecznie konwertowała jak największą ilość energii) nie ma przeszkód a wręcz pożądane przez użytkownika powinno być również sprawdzenie efektywności pracy nawet mniejszej instalacji. Testy w kategorii drugiej obejmują badanie charakterystyki prądowo-napięciowej (I-V) danego stringu oraz inspekcję kamerą termowizyjną.

Testy dodatkowe zawierają kilka testów uzupełniających kategorie 1 i 2, które są wykorzystywane w szczególnych przypadkach m.in. do lokalizacji usterek. Obejmują one napięcie względem ziemi, test diody zaporowej, pomiary izolacji na mokro czy ocenę zacienienia.

W kolejnych publikacjach:
Część 2: Przeprowadzanie testów kategorii 1
Część 3: Przeprowadzanie testów kategorii 2, dodatkowe testy i tworzenie raportów pomiarowych

 

dotpay

Szczególnie polecamy

Z naszej oferty szczególnie polecamy aparaturę do pomiaru jakości energii elektrycznej: analizatory jakości energii i zasilania oraz analizatory parametrów sieci

Przyrządy wykorzystywane w laboratoriach i warsztatach: autotransformatory jednofazowe i trójfazowe, rezystory i oporniki suwakowe, oscyloskopy, zasilacze

Aparaturę dla branży energetycznej: przekładniki prądowe, kondensatory, systemy oceny efektywności energetycznej

Aparaturę do automatyki i kontroli: regulatory temperatury, wskaźniki tablicowe, rejestratory temperatury, termometry ostrzowe i inne...

Dystrybucja

Firma Merserwis jest bezpośrednim dystrybutorem w Polsce firm: Metrel, Kimo/Sauermann, Presys, Audio Precision, GW Instek, Circutor, Graphtec, Hanyoung, Lascar Electronics, Keysight.

Jesteśmy również krajowym dystrybutorem firm: Sonel, Lumel, Czaki Thermoproduct, RelPol, Tanel, Budenberg, Meatest i wielu innych...

Zapewniamy doradztwo, szkolenia, prezentacje oraz wzorcowanie mierników i serwis gwarancyjny oraz pogwarancyjny.

Dane kontaktowe

Merserwis Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k.
ul. Gen. Wł. Andersa 10
00-201 Warszawa, Polska
NIP: 5260058571

Kontakt
Tel: 22 831 25 21, 22 831 42 56
Fax: 22 887 08 52
E-Mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Godziny pracy
Dział Handlowy: Pon.-Pt. 8:00-16:00
Serwis Aparatury: Pon.-Pt. 8:00-16:00
Laboratorium Badawczo-Wzorcujące: Pon.-Pt. 8:00-16:00