MAKALE: Güneş Enerji Santrallerinde Kullanılan Sensörler

1. Işınım sensörleri PV izleme sistemlerinde IEC 61724-1 standardına göre kullanıma uygun ışınım sensörleri aşağıdaki gibi listelenebilir: – PV piranometreler (Referans hücre ışınım sensörleri); – Termopil piranometreler; –...

168 0
168 0

1. Işınım sensörleri
PV izleme sistemlerinde IEC 61724-1 standardına göre kullanıma uygun ışınım sensörleri aşağıdaki gibi listelenebilir:
– PV piranometreler (Referans hücre ışınım sensörleri); – Termopil piranometreler; – Fotodiyot sensörler.
Termopil piranometreler, ISO 9060 veya WMO No. 8’e göre sınıflandırılır.
A sınıfı sistemler için, piranometre ölçümlerinde geliş açısı ve sıcaklık düzeltmeleri dikkate alınmalıdır. Referans hücre ışınım sensörleri, IEC 60904-2’ye uygun olmalı ve buradaki prosedürlere göre kalibre edilmeli ve bakımı yapılmalıdır. Cihazlar, IEC 60904-10’un kısa devre akımına karşı ışınım doğrusallığı gereksinimlerini karşılamalıdır. Referans hücre ışınım sensörü kalibrasyonu, IEC 60904-3’te sağlanan referans spektrumuna göre yapılmalıdır.
Tablo 1, PV dizi düzlemindeki ışınım ve küresel ışınım ölçümü için sensör seçimlerini ve doğruluk gereksinimlerini IEC 61724-1 standardında bahsedildiği gibi listeler. Sensör, en az 0 W/m2 ila 1500 W/ m2 arasında bir ölçüm aralığı ve ≤ 1 W/m2 çözünürlük değerlerini sağlamalıdır.

Işınım Sensörü
SEVEN Işınım Sensörü

 

Her ışınım sensörü tipinin avantajları vardır:
– Termopil piranometreler tipik spektral değişimlere karşı duyarsızdır ve bu nedenle toplam güneş ışınımını ölçer. Bu ölçülen ışınım değeri PV panel tarafından kullanılabilir ışınımdan %1 ila %3 arasında değişiklik gösterebilir. Ayrıca termopil piranometreler, referans hücre ışınım sensörleri ve fotodiyotlara kıyasla daha uzun tepki sürelerine sahiptir.
– Referans hücre ışınım sensörleri izlenen PV sistem çıkışıyla ilişkili olan güneş ışınımının PV tarafından kullanılabilir kısmını ölçer. Ayrıca maliyet bakımından termopil piranometrelere göre oldukça uygundur.
– Fotodiyot sensörlerin maliyeti diğer iki tipten önemli ölçüde daha düşüktür ve daha küçük veya daha düşük maliyetli sistemler için uygundur, ancak genellikle daha az hassastır.
Çeşitli sensörlerin açısal hassasiyeti birbirinden ve PV sistemininkinden farklı olabilir, bu da özellikle küresel yatay ışımayı (GHI) kışın veya geliş açısının normalden uzak olabileceği zamanlarda ölçerken bir faktör haline gelebilir. Dizi düzlemindeki ışınım ölçümlerinde, sabit eğimli veya takip sistemleri için, ışınım sensörleri panellerle aynı eğim açısına ya doğrudan panel çerçevesine ya da aynı eğim açısında tutulan bir uzatma koluna yerleştirilmelidir.

‘’IEC 61724-1’’ standardının ‘’7.2.1.4 Irradiance sensors’’ bölümünde belirtildiği gibi termopil piranometreler GHI ölçümü için en uygun sensörler olabilirken, referans hücre ışınım sensörleri ise dizi düzlemindeki ışınım (POA) ölçümleri için en uygun ışınım sensörleridir.

1.1. Kalibrasyon
Işınım sensörü kalibrasyon gereksinimleri IEC 61724-1 standardı referans alınarak Tablo 2’de listelenmiştir.

 

Sensörlerin kullanım dışı olduğu süreyi en aza indirmek için mümkün olduğunda sensörlerin yeniden kalibrasyonu sahada yapılmalıdır. Sensörler laboratuvar yeniden kalibrasyonu için saha dışına gönderilecekse, saha yedek sensörler olacak şekilde tasarlanmalı veya izlemenin kesintiye uğramaması için kalibrasyon için alınan sensörler yerine yedek sensörler kullanılmalıdır. Doğru sıfır noktası kalibrasyonunu sağlamak için gece verileri kontrol edilmelidir. Ancak, termopil piranometrelerin gece saatlerinde –1 W/m2 ila –3 W/m2 arasında küçük bir negatif sinyal göstermesi yaygındır.
Işınım sensörlerinin panelleri temizlemeden temizlenmesi, ölçülen PV sistem performans oranının düşmesine neden olabilir.

2. PV Panel Sıcaklığı
PV panel sıcaklığı, bir veya daha fazla panelin arkasına yapıştırılmış sıcaklık sensörü ile ölçülür. Sıcaklık sensörlerinin ölçüm belirsizliği ≤ 2 °C olmalıdır.

Sıcaklık sensörünü panelin arka yüzeyine yapıştırmak için yapıştırıcı kullanılıyorsa, yapıştırıcının saha koşullarında uzun süreli dış mekân kullanımına uygun olması ve panelin arkasındaki yüzey malzemesi ile uyumlu olup olmadığı kontrol edilmelidir. Sıcaklık sensörü ile panelin arka yüzeyi arasındaki yapıştırıcı termal olarak iletken olmalıdır. Panelin arka yüzeyi ile sıcaklık sensörü arasındaki maksimum sıcaklık farkını yaklaşık 1 K düzeyinde tutmak için yapıştırıcı termal iletkenliği 500 W/m2*K veya daha fazla olmalıdır.
Hücre bağlantı sıcaklıkları, panel yapısına bağlı olarak, panelin arka yüzeyinde ölçülen sıcaklıktan tipik olarak 1 °C ila 3 °C daha yüksektir.
Panel sıcaklığı, her panel ve dizi boyunca değişir ve sıcaklıkta önemli farklılıklar gözlemlenebilir. Bu nedenle performans izleme sistemlerinde, ortalama sıcaklığın belirlenebilmesi için sistem boyunca bir dizi sıcaklık sensörü yerleştirilmelidir. Ek olarak, PV santral birden fazla panel tipinden oluştuğunda veya farklı yönlere veya sıcaklığı etkileyebilecek diğer özelliklere sahip bölümler içerdiğinde, her panel tipi veya bölüm tipi için en az bir sıcaklık sensörü gereklidir.

SEVEN Panel Sıcaklık Sensörü

3. Ortam hava sıcaklığı
PV santralin ortam hava sıcaklığı, ortam havasının serbest geçişine izin vermek için havalandırmalı ve güneş radyasyon kalkanları bulunan sıcaklık sensörleri aracılığıyla ölçülmelidir.
Sıcaklık sensörleri ≤ 0,1 °C’lik bir ölçüm çözünürlüğüne ve ±1 °C’lik maksimum belirsizliğe sahip olmalıdır.
Sıcaklık sensörleri, en yakın PV panelünden en az 1 m uzağa ve invertörlerden veya trafo köşklerinden çıkan egzozlar, asfalt veya çatı kaplama malzemeleri vb. gibi termal kaynaklardan etkilenmeyecekleri yerlere yerleştirilmelidir.
Sıcaklık sensörleri, Tablo 4’ye göre değiştirilmeli veya yeniden kalibre edilmelidir.

SEVEN Ortam Sıcaklık Sensörü.jpg

4. Rüzgar Hızı ve Yönü
Panel sıcaklıklarını tahmin etmek için rüzgar hızı ve rüzgar yönü kullanılır. Rüzgar kaynaklı hasarlarla ilgili garanti taleplerini belgelemek için de kullanılabilirler. Rüzgar sensörleri, günün veya yılın herhangi bir saatinde PV sistemini gölgelememeli ve yeterince uzak bir noktaya yerleştirilmelidir.
Rüzgar hızı sensörü ölçüm belirsizliği, 5 m/s’den küçük rüzgar hızları için ≤ 0,5 m/s ve 5 m/s’den büyük rüzgar hızları için okumanın ≤ %10’u olacaktır. Rüzgar yönü, rüzgarın estiği yön olarak tanımlanır ve coğrafi kuzeyden saat yönünde ve 5° hassasiyetle ölçülmelidir. Rüzgar sensörleri Tablo 5’e göre yeniden kalibre edilmelidir.

SEVEN Rüzgar Hız Sensörü
SEVEN Rüzgar Yön Sensörü

5. Toz İzleme Sensörü
Kirlilik oranı, belirli kirlilik koşulları altında PV dizisinin gerçek güç çıkışının, PV dizisinin temiz ve kirlilikten arındırılmış olması durumunda beklenen güce oranıdır.
PV modüllerin yüzeylerinin kirlenmesinden dolayı modüllere ulaşan güneş ışınım miktarının azalması nedeniyle ciddi kayıplar gerçekleşebilir.Bu sebeple tozlanma, güneş enerji sistemlerinde dikkate alınması gereken önemli bir parametre olarak ön plana çıkmaktadır. Tozlanmaya karşı yapılması gereken tek şey, modüllerin temizlenmesidir. Fakat büyük GES’lerde, özellikle su sıkıntısı çeken alanlarda bu işlem pahalıya mal olur. Tozlanma miktarının bilinmemesi kirlilik sebebiyle oluşan üretim kaybının ne ölçüde olduğu konusunda belirsizlik yaratmaktadır. SEVEN toz izleme sensörü kullanılarak kirlenme oranını net şekilde ölçülüp temizleme işlemine karar verilebilir.
Bu sensör kullanıldığında yağış ve kar ölçümlerinin de ayrı olarak yapılması gerek kalmayabilir.

Toz İzleme Sensörü
SEVEN Otomatik Toz Sensörü

6. Yağış
Panellerin temizliğini tahmin etmek için yağış ölçümleri kullanılabilir. Ancak kirlilik oranı ölçülürse panelin temizliği doğrudan bilinir.

7. Kar
Kardan kaynaklanan gölgeleme kayıplarını tahmin etmek için kar yağışı ölçüm sensörleri kullanılabilir. Ancak bu kayıplar kirlilik oranı ölçümlerine de dahil edilecektir. Bu nedenle, kirlilik oranı ölçülürse, kirlilik ölçümü için kullanılan cihazlar diziden farklı yükseklikte monte edilmedikçe kar ölçümleri gereksiz olabilir.

8. Nem
Bağıl nem ölçümleri, PV panelü güç çıkışını ve ayrıca ışınım sensörü okumalarını etkileyebilecek spektrumundaki değişiklikleri tahmin etmek için kullanılabilir. Sıcaklık verileriyle birlikte nem verileri, yoğuşma nedeniyle ıslaklık sürelerini hesaplamak için de kullanılabilir. Alternatif olarak, bu verileri doğrudan toplamak için yüzey yoğuşma sensörleri kullanılabilir.

SEVEN Bağıl Nem Sensörü
Bu makalede diğerleri

Görüş Belirt