Zaloguj się
Koszyk
Instalacja fotowoltaiczna wymaga stałego monitoringu prądu, od paneli, przez falownik, aż po punkt przyłączenia do sieci. Przetwornik prądowy przekazuje tę informację do systemu zarządzania energią i zabezpieczeń, bez ingerencji w obwód mocy. Tespol oferuje czujniki prądu Verivolt i HIOKI, wykorzystywane w instalacjach fotowoltaicznych, magazynach energii oraz stacjach ładowania. W tym wpisie pokazujemy, jak dobrać przetwornik prądowy do konkretnej instalacji PV.
Przetwornik prądowy mierzy natężenie prądu płynącego w obwodzie i przekazuje sygnał proporcjonalny do systemu pomiarowego. W instalacji fotowoltaicznej pracuje na kilku poziomach, od stringów paneli, przez wejście i wyjście falownika, aż po magazyn energii.
Dzięki separacji galwanicznej przetwornik nie ma bezpośredniego kontaktu z obwodem mocy, co chroni aparaturę pomiarową i operatora. Sygnał wyjściowy trafia do inwertera, regulatora ładowania lub systemu monitoringu, gdzie służy do oceny wydajności instalacji i wykrywania nieprawidłowości.
W praktyce przetwornik prądowy odpowiada za wykrycie przeciążenia, zwarcia lub asymetrii prądu między stringami paneli. Pozwala też na bieżąco liczyć produkcję energii i porównywać ją z wartościami projektowymi instalacji.
W instalacjach PV stosuje się kilka technologii pomiaru prądu, dobieranych w zależności od wymaganej dokładności i zakresu prądu. Tespol oferuje w tym zakresie czujniki oparte na efekcie Halla, technologii fluxgate oraz na pomiarze bocznikowym (shunt).
Czujniki bocznikowe, takie jak IsoBlock I-ST od Verivolt, mierzą spadek napięcia na rezystorze pomiarowym i sprawdzają się przy niższych prądach oraz w zastosowaniach wymagających wysokiej powtarzalności odczytu. Czujniki fluxgate, jak IsoBlock I-FG, wykorzystują pomiar pola magnetycznego i zapewniają dokładność przy szerokim zakresie prądu stałego i przemiennego.
Do precyzyjnych pomiarów laboratoryjnych i testowych stosuje się też sondy prądowe HIOKI, obejmujące zarówno modele cęgowe, jak i sondy AC/DC o wysokim paśmie częstotliwości. Wybór technologii zależy od tego, czy instalacja wymaga pomiaru ciągłego, testu okresowego czy analizy sygnałów o wysokiej częstotliwości.
Instalacja fotowoltaiczna generuje prąd stały po stronie paneli i prąd przemienny po stronie sieci, dlatego przetwornik musi być dobrany do odpowiedniego typu sygnału. Część czujników, na przykład fluxgate, mierzy oba rodzaje prądu w jednym urządzeniu.
Zakres pomiarowy przetwornika powinien uwzględniać maksymalny prąd zwarciowy paneli, nie tylko prąd nominalny pracy. Pozwala to uniknąć uszkodzenia czujnika przy chwilowych skokach prądu, na przykład w warunkach silnego nasłonecznienia.
Znaczenie ma również dokładność w niskich temperaturach oraz odporność na zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez falownik. Przy instalacjach z monitoringiem zdalnym liczy się także rodzaj wyjścia, analogowe lub cyfrowe, zgodne z wejściami sterownika lub systemu SCADA obsługującego instalację.
Przetwornik prądowy stanowi podstawę systemu zabezpieczeń instalacji fotowoltaicznej. Wykrywa przeciążenia, zwarcia oraz nietypowe zachowanie prądu, które może wskazywać na uszkodzenie panelu lub okablowania.
W połączeniu z systemem monitoringu przetwornik umożliwia porównanie rzeczywistej produkcji energii z wartościami projektowymi instalacji. Odchylenie od oczekiwanej wartości prądu na danym stringu pozwala szybko zlokalizować uszkodzony panel lub zabrudzoną powierzchnię modułu.
Dane z przetworników trafiają też do systemów zarządzania energią, gdzie służą do optymalizacji pracy magazynu energii oraz planowania zużycia w gospodarstwie domowym lub instalacji przemysłowej. Regularna kalibracja czujników, prowadzona przez serwis Tespol, utrzymuje dokładność pomiaru przez cały okres eksploatacji instalacji.
Dobór przetwornika prądowego zaczyna się od określenia mocy instalacji oraz liczby stringów wymagających osobnego pomiaru. Małe instalacje przydomowe mają inne wymagania niż farmy fotowoltaiczne o mocy liczonej w megawatach.
Przy instalacjach wielostringowych warto rozważyć moduły wielokanałowe, takie jak czterokanałowy IsoBlock I-ST-4c, pozwalające zmierzyć prąd kilku stringów w jednym urządzeniu montażowym. Ogranicza to liczbę elementów w rozdzielnicy i upraszcza okablowanie.
W instalacjach o dużej mocy istotny jest też zakres prądowy przetwornika, dobrany z zapasem względem maksymalnego prądu roboczego. Zbyt mały zakres pomiarowy prowadzi do przesterowania czujnika, natomiast nadmiarowy zakres obniża rozdzielczość odczytu przy typowych warunkach pracy instalacji.
Przetwornik prądowy powinien współpracować z systemem zarządzania energią bez dodatkowych układów pośredniczących. Wyjście analogowe lub cyfrowe czujnika musi być zgodne z wejściami sterownika, falownika lub rejestratora danych stosowanego w instalacji.
W praktyce integracja obejmuje dopasowanie zakresu napięcia wyjściowego, typu sygnału oraz protokołu komunikacyjnego, jeśli przetwornik przesyła dane cyfrowo. Konfigurowalne moduły, takie jak IsoBlock od Verivolt, ułatwiają dopasowanie parametrów wyjścia do istniejącej infrastruktury bez wymiany całego systemu pomiarowego.
Dobrze zintegrowany przetwornik dostarcza dane w czasie zbliżonym do rzeczywistego, co pozwala systemowi zarządzania energią reagować na zmiany produkcji i zużycia. Ma to znaczenie zarówno przy sterowaniu magazynem energii, jak i przy sprzedaży nadwyżek do sieci.
Częstym błędem jest pomijanie prądu zwarciowego paneli przy wyborze zakresu pomiarowego przetwornika. Skutkuje to uszkodzeniem czujnika przy krótkotrwałych skokach prądu w warunkach dużego nasłonecznienia.
Innym problemem jest brak uwzględnienia typu prądu mierzonego po stronie DC i AC instalacji. Zastosowanie czujnika przeznaczonego wyłącznie do prądu przemiennego w obwodzie stałoprądowym prowadzi do błędnych odczytów lub braku pomiaru.
Zdarza się też pomijanie warunków środowiskowych panelu montażowego, takich jak temperatura wewnątrz rozdzielnicy czy poziom wilgoci. Konsultacja z dostawcą przed zakupem, uwzględniająca parametry instalacji i warunki pracy, pozwala dobrać przetwornik zgodny z realnymi potrzebami systemu fotowoltaicznego.
Odpowiednio dobrany przetwornik prądowy pracuje bez awarii przez cały okres eksploatacji instalacji fotowoltaicznej i dostarcza dane potrzebne do jej optymalizacji. Zespół Tespol pomoże dobrać czujnik do mocy i konfiguracji Twojej instalacji oraz zapewni jego kalibrację.
Design: Proformat
