Česká republika patří ke špičce ve výrobě solární energie v Evropě. Z pohledu instalovaného výkonu, který ERÚ evidoval ve výši 2072 MW, a v poměru na počet obyvatel nám celkově patří III. místo. Před námi jsou už pouze Německo a Itálie. Obrovské množství panelů musí zajišťovat dostatečnou návratnost investic, aby FVE zůstaly ziskové. To bude mj. záviset na perfektním provozu instalací, resp. na optimální výkonnosti celé elektrárny. V zásadě se skládají z fotovoltaických panelových systémů instalovaných ve vhodných konstrukcích, invertorů (které převádějí stejnosměrné napětí generované solárními panely na střídavé napětí), ze systému, jenž orientuje panely v závislosti na typu instalace, kabeláže, ochranných systémů a souvisejících středněnapěťových prvků, pokud je soustava napojena ke komerční síti.
PANELY A TERMOGRAFIE Fotovoltaický panelový systém se skládá z panelů nebo modulů, které obsahují články založené na polovodičích. Jsou citlivé na slunečním záření. Tyto články generují stejnosměrné napětí. Technologie využívající tyto fotovoltaické články se mohou lišit a zahrnují technologie využívající polykrystalický křemík, tenkou fólii, tellurid kademnatý nebo GaAs, každá s vlastním měrným výkonem. Články jsou seskupeny do panelu v jedné nebo několika paralelních sériích, aby bylo dosaženo požadovaného výkonu a napětí. Když článek nepracuje kvůli tomu, že nepřijímá sluneční záření, může být opačně polarizován. To znamená, že se bude chovat jako spotřebič a nikoliv jako generátor, což může mít za následek vysoký rozptyl tepla. Tuto situaci je možné jednoduše detekovat, pokud je použita termokamera, kupř. Fluke s technologií IR-Fusion® pro zobrazení reálného a termálního snímku najednou. Bude zároveň zachycovat celkový radiometrický snímek tepelného záření spolu se snímkem ve viditelném oboru spektra, přičemž bude překrývat jeden obrazový bod druhým s různou měrou průhlednosti. Takto získaný obraz ukáže povrchové teploty zobrazovaných objektů (v tomto případě fotovoltaických panelů) s použitím barevné palety, kterou může uživatel zvolit. Ta reprezentuje různé teploty s použitím různých barev spolu s obrazem ve viditelné oblasti spektra, což zjednodušuje identifikaci jednotlivých prvků. Díky obrazu v infračerveném oboru lze vidět, jak se vadné články přehřívají. Nejpříhodnější podmínky pro detekci tohoto typu problému jsou v době, kdy má panel největší výkon, standardně uprostřed jasného dne. Za těchto podmínek je možné detekovat články s teplotami dosahujícími až 111 °C. V závislosti na struktuře fotovoltaického panelu (a pokud jsou články zapojeny sério vě, aby bylo dosaženo nejvhodnějšího napětí pro používaný invertor) by mohla závada na jednom článku vést k celkové, nebo k částečné ztrátě výkonu daného fotovoltaického panelu. V obou případech vede tento typ problému ke snížení výkonu panelu, což znamená, že se investice vrátí později. Navíc problémy spojené s přehříváním mohou vést ke snížení účinnosti okolních článků, nebo dokonce k jejich poruchám. Fotovoltaické panely lze pomocí termokamery kontrolovat z přední, nebo ze zadní strany. Druhý způsob umožní vyhnout se problémům s odrazem slunečního záření, nebo odrazem kvůli emisivitě (intenzitě vyzařování) spojené s krystalickým povrchem panelů. V každém případě umožňuje termografie identifikovat panely s horkými body rychleji a bezdotykově, nebo z větší vzdálenosti. Pokud třeba vyloučit problémy spjaté s inverzní polarizací článků, fotovoltaické moduly mohou zahrnovat ochranné diody (závěrné diody, jednosměrné diody nebo nulové diody). Ty budou rozptylovat více výkonu s tím, jak bude růst počet vadných článků. Toto teplo může být také detekováno pomocí termokamer snímáním panelu ze strany, kde je umístěno připojení. Zvláštní pozornost třeba věnovat přítomnosti stínů na fotovoltaických panelech způsobených stromy, sloupy středního napětí, dalšími panely atd. Mohou vést k výskytu nepravidelných tepelných oblastí a tudíž i k falešné interpretaci (zvláště pokud jsou infračervené snímky pořízeny časně z rána nebo pozdě odpoledne).
KONTROLOVAT TŘEBA VÍCE BODŮ Dalšími místy, které lze kontrolovat pomocí termokamer, jsou motory. Kvůli různým podmínkám v jejich okolí nebo kvůli jejich nesprávnému dimenzování se motory mohou zahřívat do té míry, že by to mohlo způsobit mechanické problémy (problémy v ložiscích a se souosostí), problémy s větráním, mezerami ve vinutí atd. Aby bylo možné kontrolovat, že motor perfektně pracuje, lze použít i jiné měřicí nástroje, kupř. klešťové měřiče, přístroje na měření izolace atd. Tato opatření jsou však nákladná. K detekci nadměrného zahřívání invertorů a středněnapěťových transformátorů poslouží termokamera. Ve středněnapěťových transformátorech dokáže detekovat problémy se středně a nízkonapěťovými připojeními i s vnitřním vinutím. Dalším místem, kde bude termografie velmi užitečná při provádění preventivní a prediktivní údržby, jsou spojovací body, které se mohou časem uvolňovat. To může vést k provozním problémům a zbytečným poruchám. Zvláště, pokud má fotovoltaická elektrárna větší množství připojení stejnosměrného a střídavého proudu a elektrické panely. Každé špatné spojení vytváří místo s větším odporem. Jinými slovy: místo, kde je větší tepelný rozptyl (ztráta způsobená vyzařováním tepla) na účet Joulova efektu. Při dané době amortizace fotovoltaických elektráren (mezi 6 a 10 lety) je podstatné zajistit, aby výkon elektrárny probíhal v rozmezí limitů a její ziskovost byla garantována po celou dobu provozu. V tomto ohledu je termografie základním nástrojem pro analyzování provozu a účinnosti různých prvků tvořících kompletní instalaci: fotovoltaické moduly, spojení, motory, transformátory, invertory atd. Snížení účinnosti fotovoltaických panelů může vést k významnému snížení doby amortizace elektrárny.
ZBYTEČNĚ VYSOKÁ TEPLOTA MŮŽE ZNIČIT PANELY Jako u mnoha dalších instalací a procesů je rozhodující parametr teplota. Existuje pravidlo, že pro danou část zařízení znamená nárůst teploty o 10 °C nad provozní teplotu doporučenou výrobcem 50procentní snížení užitkové životnosti zařízení. Ukazuje, jak mohou nadměrné teploty způsobit významné náklady s ohledem na zařízení a všeobecnou údržbu. Navíc, solární panely zahrnují velké množství polovodičových článků. Teplo generované vadným článkem může vést k znehodnocení sousedních článků, čímž se problém časem ještě znásobí. Termokamery se uplatní již při uvádění elektrárny do chodu. Umožňují detekovat fotovoltaické panely s výrobními vadami a aplikovat příslušnou záruku. /za/