Noodzakelijke testen bij zonnepaneel omvormers

Naast de veiligheid voorschriften en de CE normeringstesten (waaronder ook EMC testen) zijn er natuurlijk de functioneringstesten. Wij richten ons op deze pagina specifiek richten op de functionele testen.

Dit zijn de meest gangbare testen voor zonnepaneel omvormers:

Maximum Power Point Tracking range (voor spanning en stroom)
Maximum Power Point Tracking nauwkeurigheid
Maximum Power Point Tracking dynamische response
Maximum Power Point tracking bij schaduw werking op de panelen.
Maximum continue vermogen
Efficiëntie testen
Start en stop spanning en vermogen van de omvormer
Uitschakel procedure bij te hoge netspanning (afhankelijk van Net-code)
Uitschakel procedure bij een afwijkende frequentie (afhankelijk van Net-code)
Anti-Island test (afhankelijk van Net-code)
Verplichte Power Factor correctie (afhankelijk van Net-code)
Opstart procedure na afschakelen
De fault-ride-through-capaciteit test

Bij al deze testen zijn er verschillende normen van toepassing afhankelijk van het vermogen van de omvormer, enkel fase of drie fase, net code van het land en dan wil je dit ook kunnen testen onder verschillende temperatuur omstandigheden.

Laten we de verschillende testen eens wat nader bekijken.
De Maximum Power Point Tracking range (voor spanning en stroom) en de Maximum Power Point Tracking nauwkeurigheid spreken voor zich. Welke DC spanning en stroom range kan de omvormer aan en hoe nauwkeurig is deze regeling. Halen we altijd het maximale vermogen uit willekeurige weer-/ zon omstandigheden? En dat we het maximale vermogen met een bepaalde regeling halen is één maar hoe snel is deze Maximum Power Point Tracking. De dynamische response is soms zelfs belangrijker als de maximale efficiency. Zeker bij bijvoorbeeld een licht bewolkte hemel.

En daarmee komen we dan gelijk ook op de werking van MPPT bij schaduw op een gedeelte van de array zonnepanelen. Hierdoor ontstaat een dubbel maximum power point en hoe reageert de MPPT regeling hierop? Je wilt niet dat de omvormer in het lage punt blijft hangen. De regeling moet dus met een bepaalde marge blijven zoeken naar een eventueel hoger vermogen maar daarbij willen we geen vermogen verliezen in de tijd die nodig is om te kijken of dat hogere vermogen punt er wel is. Een tegenstrijdigheid waarmee de fabrikant aan het werk moet voor een optimale regeling.

Wat is het maximale continu vermogen van de omvormer ten opzichte ook van het piek vermogen? Je wilt uiteraard weten of de omvormer aan zijn specificaties voldoet. Daarnaast is dit van belang voor het samenstellen van de juiste array panelen.

Uiteraard is het van belang om te weten hoe efficiënt de omvormer is. Dit is tegenwoordig vaak zo’n 97 a 98%. Maar worden deze getallen ook gehaald bij bewolkt weer en dus lagere vermogens?

De start en stop spanning en het vermogen van de omvormer zijn standaard specificaties die je wilt controleren.

Alle bovenstaande testen zijn gerelateerd aan de specificaties van de DC ingang van de omvormer. De zonnepaneel simulator moet dus wel geschikt zijn om al deze specificaties te testen. In de volgende hoofdstukken worden er een aantal specifieke zonnepaneel simulatoren genoemd in de categorieën van de verschillende vermogens.

Vervolgens komen we op de wat meer geavanceerde testen die ook nog eens afhankelijk zijn van de net-code. Dit kan dus per land verschillen. We gaan hier uit van de net-code in Nederland maar een fabrikant moet de omvormer dus geschikt maken voor alle landen waar deze unit te koop wordt aangeboden.

De uitschakel procedure bij een te hoge netspanning. Deze is afhankelijk van het maximale vermogen van de omvormer maar voor het gemak beperken we het hier tot de kleinere installaties. Bij een gemiddelde spanning van hoger als 264,5Vl-n voor xx minuten moet de omvormer een bepaalde procedure gaan volgen om af te schakelen. Hierbij wordt eerst het uitgangsvermogen vermindert en als dan nog de hoge spanning aanhoudt wordt er uiteindelijk ook afgeschakeld.

Voor een afwijkende frequentie is er een soort gelijke procedure. Bij een frequentie tussen de 49 en 51Hz mag er gewoon vermogen worden geleverd. Zit de frequentie hier een half Hertz onder of boven dan mag er voor minimaal 30 minuten nog gewoon vermogen worden geleverd. Is de afwijking groter of de periode langer als 30 minuten dan moet het uitgangsvermogen van de omvormer worden beperkt. Bij een te grote afwijking moet er binnen een bepaalde tijd worden afgeschakeld.

In de huidige normen wordt ook gesproken over een verplichte Power Factor correctie. De omvormer moet de mogelijkheid hebben om ook een bepaalde hoeveelheid blind vermogen te leveren. Dit is ook een vereiste om mee te nemen bij de selectie van een grid emulator. Bij een drie fase omvormer kunnen we dan ook nog eens kijken naar de fase hoek tussen de verschillende fases. Normaal gesproken is dit 120 graden maar dat kan door een bepaalde belasting ook verschuiven.

Bij een Anti-Island test zijn er bepaalde voorwaarden waar de omvormer aan moet voldoen als de netspanning en frequentie wegvalt. De omvormer moet dan binnen 2 seconden ook het uitgangsvermogen afschakelen. Dit voor de veiligheid van de monteurs die het net willen gaan herstellen. Dit is een vrij specifieke test die lang niet altijd met een standaard grid emulator kan worden uitgevoerd.

Voor meer informatie over de anti-island test verwijzen wij u graag door naar een de solutionspagina over dit onderwerp.

En dan nog de fault-ride-through-capaciteit test.
Bij deze test kan er een storing optreden op het elektriciteit net waarbij de omvormer niet mag afschakelen. In de grafiek hieronder wordt dit prachtig geïllustreerd.

De laatst genoemde testen zijn gerelateerd aan de specificaties van de AC grid emulator / AC load. In de volgende hoofdstukken worden er een aantal specifieke AC grid emulatoren en AC loads benoemd waar we deze testen mee kunnen uitvoeren en dat ook weer per vermogens categorie.

Alle genoemde waarden die in bovenstaande alinea’s worden genoemd kunnen dus afwijken per Ned-code van het specifieke land van installatie. Zorg dat u de juiste gegevens krijgt voor dat u de instellingen maakt voor de omvormer en u dus ook met de juiste waarden gaat testen.

Zie hiervoor:

Ook deze normen worden continu bijgewerkt dus zorg ervoor dat je van de laatste normen op de hoogte blijft.

In de volgende hoofdstukken kijken we naar de benodigde test apparatuur voor deze testen in de verschillende vermogens categorieën zijnde: