1500 V DC Solar Sistemlerde Ölçüm Nasıl Yapılır? PV Pensampermetre Rehberi

Modern güneş enerji santrallerinde string gerilimleri 1500 V DC seviyesine kadar çıkabilir. Bu durum daha düşük gerilimli elektrik tesisatlarında kullanılan standart multimetre ve pensampermetrelerin her PV sisteminde uygun olmadığı anlamına gelir.

GES bakımında yalnızca cihazın ekranda kaç volt veya amper gösterebildiğine bakmak yeterli değildir. DC gerilim kapasitesi, ölçüm kategorisi, prob ve aksesuarların sınırları ile cihazın PV uygulamasına uygunluğu birlikte değerlendirilmelidir.

TestOne’un Güneş Sistemleri Ölçüm ve Test Cihazları kategorisinde PV santrallerin elektriksel ve meteorolojik kontrollerine yönelik farklı ölçüm çözümleri bulunmaktadır.

1500 V DC PV Sistem Ne Demektir?

Güneş panelleri seri bağlandıkça string gerilimi yükselir.

Bir panelin açık devre geriliminin tamamen temsili olarak 50 V olduğunu düşünelim. Seri bağlı 25 panel için teorik toplam:

25 × 50 V = 1250 V DC

olabilir.

Gerçek sistemde açık devre gerilimi panel özelliklerine ve özellikle hücre sıcaklığına bağlı olarak değişebilir. Soğuk koşullarda Voc yükselme eğiliminde olduğundan cihaz seçiminde yalnızca normal çalışma sırasında görülen gerilime bakılmamalıdır.

Bu nedenle PV ölçüm cihazının maksimum gerilim kapasitesi, santralin tasarım değerleriyle uyumlu olmalıdır.

Standart Multimetre Neden Her PV Sistemde Kullanılmaz?

Bir multimetrenin üzerinde 1000 V yazıyorsa 1500 V DC’lik bir PV string üzerinde kullanılması uygun değildir.

Aynı şekilde yalnızca maksimum gerilim değeri de yeterli değildir.

Kontrol edilmesi gerekenler:

• maksimum DC gerilim,
• ölçüm kategorisi,
• prob ve kablo gerilim sınırları,
• cihazın DC uygulamalarına uygunluğu,
• üreticinin belirttiği kullanım ortamıdır.

Ölçüm cihazı, test probları ve adaptörler tek bir ölçüm zinciri olarak değerlendirilmelidir. Zincirdeki en düşük sınırlı eleman, bütün sistemin güvenli çalışma sınırını etkiler.

PV Pensampermetre Nedir?

PV pensampermetre, güneş enerji sistemlerindeki yüksek DC gerilim ve DC akımların saha ölçümlerine yönelik özellikler taşıyan pens tipi ölçüm cihazıdır.

Pens yapısının en önemli avantajı, uygun uygulamalarda akım ölçümü için iletkenin devreden ayrılmasını gerektirmemesidir.

Profesyonel modeller aynı cihaz üzerinden;

• DC akım,
• AC akım,
• DC gerilim,
• AC gerilim,
• direnç,
• frekans,
• sıcaklık

gibi ek ölçümleri de destekleyebilir.

TestOne’daki Metrel MD 9260 TRMS PV Pensampermetre 1500 V DC gerilim ve 2000 A AC/DC akım ölçümü için geliştirilmiş PV odaklı bir modeldir. Ürün bilgilerine göre cihaz CAT III 1500 V / CAT IV 1000 V sınıflandırmasının yanında TRMS, VFD filtresi, frekans, sıcaklık ve Peak fonksiyonlarını da desteklemektedir.

CAT III 1500 V Ne Anlama Gelir?

Cihaz üzerindeki CAT III 1500 V ifadesi ile yalnızca “1500 V ölçebilir” ifadesi aynı değildir.

CAT kategorisi, cihazın belirli elektriksel ortamda karşılaşabileceği geçici aşırı gerilim koşullarına göre tasarım seviyesini ifade eder.

Dolayısıyla PV sistemi için cihaz seçerken:

maksimum gerilim + CAT kategorisi

birlikte değerlendirilmelidir.

Örneğin MD 9260’ın TestOne teknik bilgilerinde CAT III 1500 V ve CAT IV 1000 V değerleri ayrı ayrı belirtilmektedir.

Bir cihazın CAT IV 1000 V olması, CAT IV ortamında 1500 V için uygun olduğu anlamına gelmez.

DC Akım Pensle Nasıl Ölçülür?

AC pensampermetrelerin tamamı DC akım ölçemez.

DC akım ölçmek için Hall sensörü veya uygun başka algılama teknolojisine sahip AC/DC pensampermetre gerekir.

PV stringlerde bu ayrım özellikle önemlidir. Standart AC pens kullanıldığında DC string akımı ölçülemez.

TestOne’un AC/DC Pens Ampermetreler kategorisinde hem genel endüstriyel uygulamalara hem de PV sistemlere yönelik DC akım ölçebilen farklı modeller bulunmaktadır.

Pens İçine Birden Fazla İletken Alınırsa Ne Olur?

DC string akımı ölçülürken hangi iletkenin pense alındığı önemlidir.

Aynı devrenin gidiş ve dönüş iletkenleri birlikte pense alınırsa manyetik alanlar birbirini büyük ölçüde iptal edebilir. Bu durumda cihaz gerçek string akımını göstermeyebilir.

Bu prensip kaçak akım ölçümünden farklıdır.

String akımı ölçümünde tek iletkenin akımı,
fark akımı ölçümünde ise ilgili iletkenlerin toplam etkisi

değerlendirilir.

Ölçüm yöntemi kullanılan cihazın üretici talimatlarına göre uygulanmalıdır.

DC Pens Ölçümünde Sıfırlama Neden Önemlidir?

DC akım penslerinde sensör;

• Dünya’nın manyetik alanından,
• yakın iletkenlerden,
• cihazın konumundan,
• sensörde kalan manyetik etkilerden

etkilenebilir.

Bu nedenle birçok cihazda DC akım ölçümü öncesinde sıfırlama veya relative fonksiyonu bulunur.

Özellikle düşük DC akımlarda küçük bir sıfır ofseti bile ölçüm sonucuna önemli oranda yansıyabilir.

Bu yüzden farklı stringleri karşılaştırırken cihazın sıfır durumunun değişmediği kontrol edilmelidir.

String Akımlarını Karşılaştırmak Neden Faydalıdır?

Aynı invertere bağlı ve benzer koşullarda çalışan stringlerin akımları genellikle birbirine yakın davranmalıdır.

Bir string diğerlerinden belirgin şekilde düşük görünüyorsa bunun nedenleri arasında:

• gölgelenme,
• kirlenme,
• panel problemi,
• bağlantı sorunu,
• sigorta veya konnektör problemi

bulunabilir.

Ancak düşük akım doğrudan arızalı panel anlamına gelmez.

Stringlerin yönü, panel sayısı, ışınım, sıcaklık ve gölgelenme koşulları farklıysa doğal olarak farklı akımlar görülebilir.

Bu nedenle karşılaştırma benzer çalışma koşullarındaki stringler arasında yapılmalıdır.

1500 V DC ile 1500 V AC Aynı Risk midir?

Hayır.

AC ve DC sistemlerde elektriksel davranış farklıdır. Özellikle DC ark, sıfır geçişi bulunmadığı için kendiliğinden sönmesi daha zor olabilen bir olaydır.

PV sistemlerinde gerilim güneş ışığı bulunduğu sürece paneller tarafından üretilebilir. AC şebekedeki gibi yalnızca bir şalter kapatılarak panel tarafındaki bütün iletkenlerin otomatik olarak gerilimsiz hale geldiği varsayılmamalıdır.

Bu nedenle yüksek gerilimli PV ölçümleri yalnızca PV sistemlerde çalışma konusunda eğitimli ve yetkili kişiler tarafından yapılmalıdır.

Açık Devre Gerilimi Neden Önemlidir?

PV stringde önemli ölçümlerden biri Voc — Open Circuit Voltage, yani açık devre gerilimidir.

Voc;

• stringdeki panel sayısının kontrolünde,
• yanlış bağlantıların araştırılmasında,
• panel/string karşılaştırmalarında

yararlı olabilir.

Ancak panel sıcaklığı düştükçe Voc değişebildiğinden farklı zamanlarda alınan ölçümler doğrudan karşılaştırılmamalıdır.

Daha ayrıntılı performans değerlendirmesinde yalnızca Voc ve akıma bakmak yerine I-V eğrisinin tamamı incelenebilir. TestOne’un Güneş Paneli I-V Eğrisi Testi rehberi bu yaklaşımda Voc, Isc, Vmp, Imp ve Pmax parametrelerinin birlikte değerlendirilmesini açıklar.

2000 V Ölçebilen Pensampermetre Ne Zaman Gerekebilir?

Bazı PV test cihazları 1500 V DC’nin üzerinde ölçüm kapasitesine sahip olabilir.

Örneğin TestOne’daki KPS DCM 8700PV Solar Pensampermetre ürün bilgilerine göre 2000 V’a kadar DC gerilim, 1500 V’a kadar AC gerilim ve 1500 A AC/DC akım ölçümü sunmaktadır. Cihaz ayrıca TRMS, inrush, Bluetooth ve opsiyonel flexible prob ile daha yüksek akım ölçüm fonksiyonlarına sahiptir.

Ancak cihazın maksimum ölçüm aralığının yüksek olması, her uygulamada o gerilim seviyesinde kullanılabileceği anlamına gelmez.

Ölçüm kategorisi, test probu, üretici koşulları ve gerçek tesis yapısı ayrıca doğrulanmalıdır.

TRMS PV Sisteminde Neden Kullanılır?

PV panellerin DC tarafındaki ideal DC akımı için True RMS kavramı tek başına temel seçim kriteri değildir.

Ancak PV santrallerinde pensampermetre yalnızca string tarafında kullanılmayabilir.

İnverterin AC çıkışında veya harmonik içeren başka devrelerde ölçüm yapılacaksa TRMS özelliği önem kazanabilir.

Bu nedenle PV saha cihazlarında hem güçlü DC ölçüm kapasitesi hem de AC tarafta TRMS desteği bulunması teknisyenin aynı cihazı farklı noktalarda kullanmasını kolaylaştırabilir.

VFD Filtresi Solar Uygulamada Ne İşe Yarar?

PV inverterler yüksek frekanslı anahtarlama teknolojisi kullanır. İnverter çıkışında veya yakınındaki elektriksel ölçümlerde yüksek frekans bileşenleri standart ölçümü etkileyebilir.

Low-pass veya VFD filtresi bulunan cihazlar belirli uygulamalarda temel AC bileşenin daha kararlı değerlendirilmesine yardımcı olabilir.

Ancak filtre aktif olduğunda cihazın ölçüm bant genişliği değişir. Bu nedenle raporda filtre kullanılıp kullanılmadığının belirtilmesi yararlı olabilir.

PV Ölçümünde MC4 Konnektörü Açılmalı mı?

Yük altında çalışan bir PV konnektörünün gelişigüzel ayrılması ciddi DC ark riski oluşturabilir.

Bu nedenle yalnızca ölçüm almak amacıyla enerjili string konnektörlerinin sökülmesi güvenli bir yöntem değildir.

Ölçüm, test ve ayırma işlemleri;

• tesisin çalışma prosedürüne,
• üreticinin talimatlarına,
• uygun izolasyon ve ayırma sistemlerine

göre gerçekleştirilmelidir.

Pens tipi akım ölçümünün avantajlarından biri, uygun noktada akım kontrolünün iletkeni elektriksel olarak ayırmadan gerçekleştirilebilmesidir.

PV Pensampermetre Seçerken Nelere Bakılmalı?

Doğru cihaz seçiminde şu kriterler birlikte değerlendirilmelidir:

Maksimum DC Gerilim

1000 V veya 1500 V PV sistem ihtiyacına göre seçilmelidir.

Güvenlik Kategorisi

Cihazın CAT sınıfı ve gerilim değeri birlikte kontrol edilmelidir.

DC Akım Kapasitesi

String, combiner veya daha yüksek akımlı DC bağlantı noktasına göre yeterli aralık bulunmalıdır.

Pens Açıklığı

Ölçülecek kablo veya bara fiziksel olarak pense sığmalıdır.

DC Zero Fonksiyonu

Hassas DC akım karşılaştırmalarında önemlidir.

TRMS ve Filtre

İnverter AC tarafında da kullanılacaksa avantaj sağlayabilir.

Prob ve Aksesuarlar

1500 V uyumlu cihazın düşük gerilimli problarla kullanılması uygun değildir. Bütün aksesuar zinciri birlikte kontrol edilmelidir.

Güvenlik

1500 V DC PV sistemleri yüksek enerji ve DC ark riski taşıyan tesislerdir.

Bu sistemlerde ölçüm yalnızca uygun PV ve elektriksel güvenlik eğitimi almış personel tarafından gerçekleştirilmelidir.

Ölçüm öncesinde;

• cihazın sınırları,
• probların sınıfı,
• izolasyon durumu,
• test noktası,
• tesis prosedürü

doğrulanmalıdır.

Pensampermetrenin devreyi açmadan ölçüm yapabilmesi, yüksek gerilimli PV sistemini risksiz hale getirmez.

Sonuç

1500 V DC güneş enerji sistemlerinde doğru ölçüm cihazı seçimi yalnızca “kaç volt gösteriyor?” sorusuyla yapılamaz.

Güvenilir PV saha ölçümü için:

DC gerilim kapasitesi + CAT kategorisi + DC pens akımı + uygun problar + PV çalışma prosedürü

birlikte değerlendirilmelidir.

Özellikle string karşılaştırmaları ve inverter saha kontrollerinde PV odaklı pensampermetreler hızlı teşhis sağlar. Ancak ölçülen değerler ışınım, sıcaklık ve string yapısıyla birlikte yorumlandığında gerçek anlam kazanır.