Termografie pro efektivní údržbu fotovoltaických zařízení (III)
Přechod na obnovitelné zdroje je nezbytným krokem ke snížení závislosti na fosilních palivech a k boji proti klimatickým změnám. Obnovitelné zdroje energie, jako je například solární energie, zde hrají důležitou roli. Fotovoltaická zařízení jsou stále oblíbenějším způsobem přeměny solární energie na elektřinu.
Pro maximalizaci účinnosti a výkonu fotovoltaických zařízení je nezbytné pravidelné monitorování a údržba. Nejlepší kontrolní metodou fotovoltaických zařízení je termografie, která používá termokameru k záznamu rozložení teploty u fotovoltaických článků. S touto metodou můžete včas odhalit závady a poruchy, a tím maximalizovat efektivitu zařízení.
Kontrola fotovoltaických zařízení pomocí termografie klade velmi vysoké nároky na použití termokamery. Pro výběr termokamery, která by k tomuto účelu byla vhodná, musí být zohledněno více kritérií:
- infračervené rozlišení detektoru
- teplotní rozlišení (NETD)
- výměnné objektivy
- funkce kamery
- software
Infračervené rozlišení, případně geometrické rozlišení
Vysoké geometrické rozlišení usnadňuje inspekci velkých zařízení.
Geometrické rozlišení (udávané v mrad) popisuje možnost termokamery rozpoznat objekty (např. vadné články modulu) z určité vzdálenosti. Protože je geometrické rozlišení mimo jiné závislé na infračerveném rozlišení detektoru, doporučuje se u velkých fotovoltaických zařízení a při měřeních z velké vzdálenosti infračervené rozlišení minimálně 320×240 pixelů (76 800 měřených bodů). Při kontrole malých zařízení a při měřeních z menší vzdálenosti mohou být dostačující infračervená rozlišení od 160×120 pixelů (19 200 měřených hodnot).
Teplotní rozlišení (NETD)
Teplotní rozlišení popisuje schopnost termokamery moci rozpoznat teplotní rozdíly na povrchu objektu. Teplotní rozlišení např. 0,05 °C (nebo 50 mK) znamená, že termokamera umí tento rozdíl poznat a odstupňovat jej na displeji různou barevnou skladbou. Čím nižší je teplotní rozlišení, tím je lepší vytvořený termosnímek.
Výměnné objektivy
Vedle infračerveného rozlišení detektoru ovlivňuje geometrické rozlišení také zorný úhel objektivu. Aby bylo možné časově úsporně měřit i velká zařízení, např. ze zvedací plošiny, měly by být zvoleny kamery s výměnným teleobjektivem. Termokamery jako je Testo 883 umožňují rychlou výměnu objektivu.
Solární mód
Tento mód snímání je pro solární termografii velmi užitečnou funkcí. Solární mód umí s každým snímkem ukládat sluneční záření ve W/m2, aby tak byly zadokumentovány příslušné okolní podmínky.
V každém snímku se ukládá sluneční záření ve W/m2.
Testo 890 s otočným displejem pro pořizování záběrů nad hlavou.
Otočný displej
Otočný displej, kterým disponují například termokamery Testo 890, pomáhá k správné orientaci termokamery (viz Tipy a triky), aby se zabránilo chybám při měření. Je tím umožněno pořizovat záběry nad hlavou. Měření na zadní straně modulů jsou tím též usnadněna. Termokameru lze otočit do požadované polohy, aniž by si musel někdo lehat na zem.
Záběr střešního zařízení pomocí teleobjektivu z velké vzdálenosti.
Videosekvence
Plně radiometrické videoměření nebo funkce záznamníku dat umožňuje zaznamenávání videosekvencí. S tímto módem snímání integrovaným v kamerách Testo 890 se vozidlem objedou jednotlivé řady pozemních panelů, zatímco termokamera zaznamenává videosekvence. Tyto záběry se nakonec s časovou úsporou vyhodnotí na počítači pomocí softwaru.
U velkých zařízení musí být dále prověřeny jenom nápadné moduly.
Software
Analyzační software (např. testo IRSoft) umožňuje optimalizaci a také analýzu termosnímků a zaručuje, že nálezy na snímcích budou jednoznačně zobrazeny a zadokumentovány. Software by se měl intuitivně obsluhovat, měl by být jasně strukturovaný a nadmíru uživatelsky příjemný. V IRSoft se dají pomocí předdefinovaných předloh zpráv vytvořit během několika minut přesvědčivé, profesionální zprávy.
Teplotní histogram solárního modulu.
Obrázek nahoře ukazuje teplotní histogram solárního modulu. Vyčteme z něj různé aspekty. Zatímco průměr teploty se nachází kolem 53,4 °C, jsou maximální hodnoty až 77,9 °C v porovnání k minimálně teplotě 38,7 °C. S údajem o četnosti v procentech se dá učinit výrok o tom, kolik článků je v kritické teplotní oblasti. Na snímku, který máme k dispozici, lze vyčíst, že cca 55 % všech teplot se nachází nad 63 °C a tím vykazují již 10 °C navíc oproti průměrné hodnotě 53,4 °C.
Termokamery Testo pro solární termografii
Porovnání technických dat
| testo 872s/testo 872 | testo 883 | testo 890 | |
|---|---|---|---|
| Rozlišení | 320 × 240 | 320 × 240 | 640 × 480 |
| Rozlišení se SuperResolution | 640 × 480 | 640 × 480 | 1 280 x 960 |
| Teplotní citlivost | <0,05 °C (50 mK) | <0,04 °C (40 mK) | <0,04 °C (40 mK) |
| Ostření | pevné | manuální | automatické/manuální |
| Zorné pole | 42° × 30° | 30° × 23° | 42° × 32° |
| Obnovovací frekvence snímku | 9 Hz | 27 Hz | 33 Hz |
| Přesnost | ±2 °C, ±2 % z nam.h. | ±2 °C, ±2 % z nam.h. | ±2 °C, ±2 % z nam.h. |
| Výměnné objektivy | – | Teleobjektiv (volitelně) | Teleobjektiv a superteleobjektiv (volitelně) |
| Solární mód | ✔ | ✔ | ✔ |
| Ukládání sekvencí a plně radiometrické videoměření | – | – | ✔ |
| Aplikace testo Thermography (např. jako druhá | ✔ | ✔ | ✔ |
| Otočný displej | – | – | ✔ |
Termokamery – ideální nástroj pro inspekci fotovoltaických zařízení
Již malá technická závada stačí, aby solární výtěžek – a tím hospodárnost fotovoltaického zařízení – byl značně omezen. Příčiny jsou různé: nedbalost při instalaci, degenerace laminátů nebo postupné ztráty v důsledku dlouholetého UV záření a vlivu počasí. Použití termokamery pomáhá rychle a spolehlivě zjistit příčiny závad a odstranit je.
V popředí termografické analýzy stojí rozpoznání horkých bodů, které způsobují nejenom ztráty výtěžnosti, ale mohou představovat také nebezpečná místa. Tento důkaz hraje také důležitou roli v otázkách garančních nároků.
Dále se provádějí zkoušky kamerou na elektrických rozvaděčích, aby se např. vyhledala místa se špatnou kabeláží. Navíc se dá pomocí termosnímků zjistit, zda se součásti pod proudem nepřehřívají a zda chlazení řádně funguje.
Termokamery od firmy Testo jsou konstruovány speciálně na míru požadavkům solární termografie. Solární technici tím mohou svým zákazníkům nabídnout kvalitní poprodejní služby, zatímco provozovatelé zařízení získají spolehlivou výpověď o stavu svých solárních zařízení.
Solární termografie: přehled aplikací a výhod
- Včasné rozpoznání závad, zabránění ztrátám na výnosu
- Zvýšení provozní bezpečnosti, prevence nebezpečí požáru
- Rychlejší a bezpečnější inspekce
- Rozpoznání horkých bodů, modulů běžících naprázdno, zkratů, delaminací, prasklých článků, zkorodovaných a uvolněných kontaktů, přehřátí rozvodných krabic
- Vytváření přidané hodnoty pro solární instalatéry a pro provozovatele solárních zařízení
Praktické tipy pro používání
- Měřit za slunečního záření a nízké venkovní teploty
- Termokameru správně orientovat, dát pozor na odrazy
- Pokud možno provádět měření na zadní straně
- Pečlivě analyzovat příčiny teplotních odchylek
Výběr správné termokamery
- Dbejte na geometrické a teplotní rozlišení vhodné pro aplikaci
- Kamery s výměnným objektivem a otočným displejem nabízejí větší flexibilitu
- Užitečné funkce jako solární mód a zaznamenávání videosekvencí a rovněž všestranný analyzační software usnadňují měření a vyhodnocování
Digitální měřicí přístroje: teploměry, vlhkoměry, měřiče proudění; přístroje pro zaregulování vzduchotechniky; systémy pro validaci čistých prostorů, měření turbulencí, kvality ovzduší, hlukoměry, luxmetry, analyzátory kouřových plynů; detektory, ...