PV TERMAL GÖRÜNTÜLEME
Fotovoltaik güneş panelleri güneş enerjisi santral yatırım tutarının büyük bir bölümünü oluşturmaktadır. Aynı zamanda bu güneş panellerine gözle görülemeyecek çok fazla kusur çeşidi olduğu için ilgili laboratuvarlar tarafından birçok performans ve güvenlik testi uygulanmaktadır.
Fotovoltaik sistemlerde termal görüntülemenin kullanılması, diğer birçok muayene yönteminden farklı olarak, sistem çalışır haldeyken sorun yaşayan panel ve hücrelerin tanımlanmasına olanak sağlar; termal görüntüleme normal çalışma koşullarında yapılabileceğinden, sistemin veya herhangi bir parçasının bağlantısının kesilmesini gerektirmez. Ayrıca termal muayene diğer muayene yöntemlerine göre kısa sürede yapılabilmektedir.
Peki Termal Muayenenin Avantajları Nelerdir?
- Fotovoltaik Panel Kurulumunun Kalite Güvencesi
Fotovoltaik panellerin kalitesi üreticiden üreticiye değişebileceği gibi aynı fabrika için partiden partiye dahi değişebilmektedir. Fotovoltaik paneller fabrikadan hatasız ve sorunsuz da çıkabilir, ancak nakliye araçlarına yanlış yüklenmesi sebebiyle sahaya sevki aşamasında dahi sorunlar ve kusurlar oluşmaktadır.
Kurulumun kalitesi aynı zamanda yüklenici tarafından görevlendirilen EPC ekibinin becerisine ve yetkinliğine de bağlıdır. Kısaca termal görüntüleme, üretilen, sevk edilen ve montajı yapılan panellerin kaydını tutmanın en kolay yollardan biridir.
- Elektriksel Verim Kayıplarını Önleme
GES projelerinin finansal fizibilite çalışmaları hazırlanırken proje ömrünün 20-25 yıl arasında varsayılır ve bu tür çalışmalarda panellerin verimliliğindeki kademeli düşüş dikkatte alınır. Ancak daha önce detaylı olarak bahsettiğimiz gibi nakliye ve kurulum sırasında panellerde oluşabilecek sorunları veya işletme ve bakım sürecine panellerde oluşabilecek çeşitli sorunları önceden tahmin etmek zordur.
Bu nedenle istasyonların verimli çalışmasını ve hatasız olmasını sağlamak için genellikle düzenli aralıklarla istasyonların termal muayenesi yapılmalıdır. Örneğin 6 ayda bir veya yılda bir. Bu kontrol, işletme ve bakım (O&M) ekibi tarafından gerçekleştirilen rutin kontrollerden biri olarak kabul edilir.
- Yangın Riskini Azaltma
GES projelerinde termal görüntüleme sadece fotovoltaik panellerle sınırlı değildir. Sistemin herhangi bir bileşenindeki herhangi bir sıcaklık artışını algılamak ve belirlemek termal muayene ile mümkündür. Örneğin elektrik panolarının termal görüntülenmesi ile kablo bağlantılarında yüksek sıcaklıklara yol açabilecek veya yangına sebep elektrik kıvılcımlarına neden olabilecek herhangi bir sorun tespit edilebilir.
- Sorunları Hızlı Tespit Etme
Termal görüntüleme, temas gerektirmeden sorunların hızlı tespiti ve incelenme olanağını sağlar. Çoğu modern termal kamera iki görüntü kaydeder biri termal diğeri ise görsel görüntü.
Termal muayene ile ne tür kusurları tespit edebiliriz?
Termal görüntüleme, anormal sıcaklıkların olduğu, yani bir bölge ile aynı özelliklere sahip başka bir bölge arasında net bir sıcaklık farkının olduğu yerleri belirlemeyi amaçlar. Fotovoltaik panellerde yüksek sıcaklığa sahip alanlara “Hot Spots” denir.
Peki bu hot spotlar nasıl oluşuyor?
Hot spotlar yani sıcak noktalar basitçe, güneş panellerine ve hücrelere düşen gölgeden veya üretim kaynaklı hatalardan olabilir.
- Kırık cam:
Fotovoltaik panelin camındaki kırıklar hücrelerin aşırı ısınmasına yol açar.
- Gölgelenme:
Gölgelenme, panellerin yüksek çalışma sıcaklığının nedenlerinden en yaygınıdır. Örneğin; otlar, ağaçlar, kuş pislikleri, etraftaki yüksek binalar ve direkler vb.
- Üretim kaynaklı sorunlar:
Fotovoltaik panellerin yüksek sıcaklıklarının nedenlerinden biri, üretim aşamasındaki kusurlardır. Örneğin aynı panelde kullanılan farklı verimlilikte hücreler, paneldeki aktif ve inaktif kırıklar, ribbonların zayıf bir şekilde lehimlenmesi. Bu tür kusurların hepsi uzun vadede fotovoltaik panellerde hot spotlara neden olacaktır.
- By- Pass Diyotların Aşırı Isınması
PV modüllerinin bağlantı kutuları (Junction Box), modülün geri kalanından biraz daha sıcaktır. Bu sıcaklık bağlantı kutusunun içinde bulunan aşırı ısınmış baypas diyotlardan kaynaklanır. Panellerdeki gölgelenmenin üretime etkisini azaltmak için, bir dizi güneş piline paralel ve zıt kutuplu bir baypas diyotu bağlanır. Paneller normal çalışma koşulları altında, baypas diyotları ters polarite modunda yani etkisiz haledir. Ancak hücreler arasında bir uyumsuzluk veya FV panelini etkileyen kısmi gölgelenme varsa baypas diyotu ileri polarite moduna geçer ve aktif durumda olur. Örneğin gölge alan hücreden değil, akımın içinden akmasına izin verir. Bu nedenle, diyotun aktif olduğu zamanki sıcaklığı, aktif olmayan diyotlardan daha yüksektir.
- Elektrik pano bağlantıların aşırı ısınması
Büyük ölçekli GES’lerde genellikle DC toplama kutuları ile merkezi eviriciler kullanılır. Toplama kutuları tek tek DC dizilerini toplamak ve bunları daha büyük tek bir kabloya bağlamak için kullanılır. Bu toplama kutularında çoğu zaman uygun olmayan kablo bağlantılarından, iç çapraz ve gevşek kablo bağlantısından kaynaklanan termal sorunlar görülür.
Termal Görüntülemedeki Küresel Standartlar
Termal muayenedeki kullanılacak ekipman (termal kamera), minimum ışınım, maksimum rüzgar hızı gibi bir çok ortam koşulu ve spesifikasyonu belirleyen standart IEC 62446-3 standardıdır.
IEC 60904–12-1 standardı ise laboratuvarlar veya üretim hatlarındaki fotovoltaik panellerin termal muayenesinin özelliklerini kapsar fakat şebekeye bağlı kurulu GES sistem muayenelerini ele almamaktadır.
Termal Görüntüleme ile Panellerdeki Tüm Sorunları Tespit Edebilir Miyiz?
Termal görüntüleme, yalnızca yüksek sıcaklıklara neden olan sorunları tespit ediyor. Ancak henüz sıcaklık artışına neden olmayan kusurları termal muayene ile tespit edemezsiniz.
Tespit edilmeyen bu kusurlar genellikle fotovoltaik panellerdeki mikro kırıklardır. Elektrolüminesans görüntüleme ile bu kırıklar hot spotlar haline gelmeden önce tespit edilebilir. Bu tür muayenelerden yeni bir yazımıza detaylı olarak bahsedeceğiz.
Kaynaklar:
IEC 62446-3
Report IEA-PVPS T13-10:2018
Yazar:
