Jak działają panele fotowoltaiczne?
Moduły fotowoltaiczne składają się z ogniw fotowoltaicznych, które przetwarzają energię promieniowania słonecznego na energię elektryczną w procesie nazywanym efektem fotowoltaicznym. Prąd stały, który jest wytwarzany w wyniku tego procesu, przepływa przez falownik (inwerter), gdzie jest przekształcany w prąd przemienny, taki jak ten, który mamy w gniazdkach (230V). Energia elektryczna, która jest w ten sposób uzyskana, może być zużywana na bieżąco, magazynowana lub sprzedawana.
Panele fotowoltaiczne składają się z elementarnych części zwanych ogniwami. Aby mogły one przekształcać energię słoneczną w energię elektryczną, muszą być zbudowane z materiałów półprzewodzących, zwykle z krzemu.
Jedno ogniwo fotowoltaiczne może wygenerować moc do kilku watów, co wystarcza tylko do zasilania drobnej elektroniki. Aby uzyskać większą ilość energii, wiele ogniw jest łączonych w szereg, co daje nam moduły fotowoltaiczne.
Ogniwa fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w energię elektryczną dzięki prostemu mechanizmowi. Gdy światło słoneczne dociera do ogniwa, składa się ono z fotonów, które wpadają w materiał półprzewodnikowy – zwykle krzem. Każdy foton, który trafi na krzem, wybija z niego elektron, który zostaje zmuszony do ruchu. Ruch ten powoduje przepływ prądu elektrycznego, a w konsekwencji generowanie energii elektrycznej.
Termowizja paneli fotowoltaicznych.
Sprawnie działający panel fotowoltaiczny charakteryzuje się stałym rozkładem temperatury na płaskiej powierzchni, dlatego podczas testów termowizyjnych można zauważyć wszelkie błędy takich paneli. Dzięki kamerom termowizyjnym możemy sprawdzić, czy w danym miejscu jest za gorąco, czy za zimno. Czy nie występują gorące miejsca na powierzchni panelu, które świadczą o tym, że cały zastosowany system nie działa prawidłowo.
Właściwe testowanie modułów i dokładny pomiar instalacji fotowoltaicznych ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia ich bezpiecznej i wydajnej pracy. Szybkie wykrywanie awarii i unikanie poważniejszych awarii przyczynia się do dłuższej żywotności sprzętu i szybszego zwrotu z inwestycji. Diagnoza za pomocą kamery termowizyjnej jest niezbędna w sytuacjach, gdy problemu nie widać gołym okiem. Niewystarczająca kontrola i niewykrywanie uszkodzeń modułów i ogniw PV może doprowadzić do trwałych uszkodzeń wymagających ich wymiany, a nawet pożarów zagrażających zdrowiu i życiu.
Norma IEC 62446-3 dotycząca procedur testowania modułów i instalacji fotowoltaicznych opisuje minimalne wymagania sprzętowe, odpowiednie warunki środowiskowe, procedury kontrolne oraz zawiera przykłady najczęstszych awarii.
Jakie powinny być warunki podczas badania termowizyjnego instalacji fotowoltaicznych:
Badania instalacji fotowoltaicznych za pomocą kamery termowizyjnej, należy wykonywać przy określonych warunkach atmosferycznych. natężenie napromienienia- Minimum 600 W/m2 w płaszczyźnie modułu PV Prędkość wiatru- Maks. 28 km/h (ok. 8 m/s) Zachmurzenie- Mało chmur (2 w skali oktantowej). Stopień zabrudzenia paneli- Panele czyste lub lekko zabrudzone (przed badaniem zalecane jest ich czyszczenie np. z ptasich odchodów)
Zasady wykonywania badań termowizyjnych instalacji PV:
Odległość
Istotnym czynnikiem, który ogranicza wybór odpowiedniej kamery podczas wykonywania zdjęć instalacji fotowoltaicznych, jest odległość między obiektywem a powierzchnią paneli. Zbyt duża odległość może wpłynąć negatywnie na dokładność pomiarów oraz wiarygodność wyników.
Kąt widzenia
Aby uzyskać dokładne wyniki z termowizyjnego badania instalacji fotowoltaicznych, istotne jest wykonanie zdjęć jak najbardziej prostopadle do powierzchni modułu PV. Optymalny kąt między powierzchnią panelu a kamerą termowizyjną wynosi 90°. W czasie wykonywania zdjęć należy unikać nagrzanych odbijających się elementów, takich jak słońce, pobliskie budynki czy drzewa. Kąt między kamerą a płaszczyzną modułu nie może być mniejszy niż 30 stopni.