Üyemiz Seven Sensor, yeni makalesinde GES Şartnameleri için Sensör Seçimi konusunu ele aldı.
Burak Şahinkara, Genel Koordinatör | Makine Mühendisi
@Seven Sensor
Fotovoltaik sistemlerde güneş, sıcaklık, rüzgâr, nem, toz ve benzeri çevresel etkenler enerji üretimlerinde değişikliğe neden olmaktadırlar. Bu nedenle tesis üretiminin takip edildiği izleme sistemleri bu etkileri de gözlenmesi gerekir.
IEC61724-1:2021 standardına göre tesiste bulunması gereken sensörler, sınıfları ve teknik özellikleri aşağıda sıralanmıştır:
SENSOR SINIFLARI
Yatırımcı tesisinde hangi hassasiyet seviyesinde ürünler ve izleme yapacağına karar vermelidir. IEC61724-1 standardına göre iki sınıf izleme derecesi belirlenmiştir. Kullanılacak sensörlerin teknik özellikleri de seçilen sınıfa göre değişmektedir.
A Sınıf İzleme: Büyük ölçekli yatırımlar için hassas ölçüm değerleri, kısa kalibrasyon ve denetleme süreleri tanımlar.
B Sınıf İzleme: Küçük ölçekli yatırımlar için uygundur ve A sınıfına göre düşük hassasiyette ölçüm değerleri, uzun kalibrasyon ve denetleme süreleri tanımlar.
PV TESİSLERDE KULLANILMASI GEREKEN SENSÖRLER
İlgili sensörler IEC61724-1:2021 standardında tanımlanmıştır ve seçilen sensörler bu standarda uygun olmalıdır.
PV sistemlerde Performans Oranı hesaplanabilmesi için en azından ışınım sensörü ve panel sıcaklık sensörü kullanılmalıdır. Sadece ışınım sensörü ve içerisindeki dahili sıcaklık sensörü kullanılarak yapılacak performans oranı hesabı doğru olmayacaktır ve IEC standartlarına uygun değildir. Bu nedenle bir tesiste minimum bulunması gereken sensörler ışınım sensörü ve panel sıcaklık sensörüdür.
SENSÖR BAĞLANTILARI VE HABERLEŞME PROTOKOLÜ
Sensör bağlantılarında pinli konnektörler tercih edilmeli ve sahada yapılacak kablolama minimum düzeyde tutulmalıdır. Her bir sensörün ayrı kablolarla veri kaydedicisine (Datalogger) bağlanması maliyet ve iş yükü açısından tercih edilmemelidir. Işınım sensörü ana terminal olarak kullanılmalı, panel sıcaklık sensörü, ortam sıcaklık sensörü, rüzgâr hız sensörü, rüzgâr yön sensörü ve nem sensörü ışınım sensörü kutusuna bağlanmalı ve bu kutudan alınan çıkış ile RS485 dört damarlı kablo ile veri kaydedicisine bağlanmalıdır. Sensör beslemesi bu kablo üzerinden yapılmalı ek bir güç beslemesine ihtiyaç duyulmamalıdır. Yağış sensörü ve kirlenme sensörü ayrı olarak veri kayıt ediciye bağlanabilir.
Haberleşme protokolü Modbus RTU veya Modbus TCP olabilir. Ayrıca Modbus Sunspec uyumlu sensörler tercih edilmelidir.
IŞINIM SENSÖRÜ
Panellerle aynı açıda konumlandırılarak (POA) Yatay düzlemdeki ışınımı ölçmek için kullanılırlar. Elde edilen ışınım değeriyle tesisin Performans Oranı hesaplanabilir.
Tesisteki her bir yönelim için bir adet ışınım sensörü kullanılmalıdır. 40MW dan düşük kapasitedeki sahalarda 2 adet, 40MW ile 100MW sahalar için ise 3 adet kullanılması tavsiye edilir.
Sensörler IEC60904-2 standardına uygun kalibre edilmeli ve her bir sensör için kalibrasyon sertifikası olmalıdır. A sınıfı bir ışınım sensörü 2 yılda bir tekrar kalibre edilmelidir.
Işınım sensörü dahili sıcaklık sensörü içermeli ve ışınım değeri sıcaklık telafili olarak hesaplanmalıdır.
Teknik Özellikleri
Sınıfı: A sınıf, IEC60724-1:2021 standardına göre
Ölçüm Aralığı: 0-1600W/m2
Hassasiyeti: <%2
Çözünürlük: 1 W/m2
Haberleşme Protokolü: Modbus RTU veya Sunspec, RS485 fiziki donanım ile.
PANEL SICAKLIK SENSÖRÜ
Panellerin arkasına yapıştırılarak sıcaklıklarının ölçülmesinde kullanılır. Bu veri tesisin Performans Oranı hesabında kullanılır.
Tesisteki her bir yönelim ve farklı tipteki paneller için bir adet panel sıcaklık sensörü kullanılmalıdır. 40MW dan düşük kapasitedeki sahalarda 6 adet, 40MW ile 100MW sahalar için ise 9 adet kullanılması tavsiye edilir.
Teknik Özellikleri
Sensör Tipi: DS18B20 veya PT1000
Ölçüm Aralığı: -40 ile +85 C derece
Hassasiyeti: +/- 1 C derece
Çözünürlük: 1 C derece
ORTAM SICAKLIK SENSÖRÜ
Çevre sıcaklığını ölçmek için kullanılır. Güneş ışıklarının direk sensöre gelmemesi için ve doğal hava sirkülasyonu sağlanması amacıyla UV dayanımlı plastik muhafaza kullanılmalıdır. Panellerden 1 metre uzağa kurulmalıdır. Sahada bulunan tüm termal kaynaklardan (inverter, asfalt, direk çatı teması vb.) uzak olmalıdır.
Teknik Özellikleri
Sensör Tipi: DS18B20 veya PT1000
Ölçüm Aralığı: -40 ile +85 C derece
Hassasiyeti: +/- 1 C derece
Çözünürlük: 1 C derece
RÜZGAR HIZ ve YÖN SENSÖRÜ
Rüzgâr hız sensörü panel sıcaklığının tahmininde ve yorumlanmasında kullanılmaktadır. Rüzgâr yön sensörü ise esen rüzgârın güneyli veya kuzeyli olmasına bağlı sıcaklığa etkisinin kestirilmesinde bilgi sağlamaktadır. Bir diğer katkısı da panellerde oluşan tozlanma ve kirlenmenin hangi yönden geldiğini tespit ederek özellikle fabrika çatı uygulamalarında ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca bu sensörler, rüzgâr kaynaklı hasarların (şiddetli rüzgarın panelleri sökmesi gibi) tespitinde ve bunlarla ilgili oluşturtulacak garanti ve sigorta başvurularında kullanılabilirler. Rüzgâr yön sensörü açısal yön bilgisi vermeli ve hassaslığı 5 derece veya daha düşük olmalıdır.
Hız Sensörü Teknik Özellikleri
Ölçüm Aralığı: 1-60 m/s
Bozulma Hızı: 80 m/s
Belirsizlik: 5m/s den yüksek hızlar için %10 dan küçük
NEM SENSÖRÜ
Nem sensörü, nemin yoğun olduğu bölgelerde kullanılmalıdır. Bu veri sayesinde spektrum eğilimi ve sıcaklık sensörü verisi yardımıyla nemlenmeden kaynaklı panel yüzeyi çiğlenme ve ıslaklık süresi belirlenir.
Teknik Özellikleri
Ölçüm Aralığı: 0-100 %
Çözünürlük: %1
YAĞIŞ SENSÖRÜ
Metrekareye düşen yağmur miktarını tespit eder. Böylece kirlenme sensörüyle birlikte panellerin temizlenme durumunun değerlendirilmesinde kullanılır.
Teknik Özellikleri
Ölçüm Aralığı: 0 – 7.8 mm/saat
Çözünürlük: 0.1 mm/saat
Hassasiyet: >%2
KİRLENME SENSÖRÜ
Paneller çevresel etkilerden (toprak kanyaklı toz, endüstriyel kaynaklı tozlar, fabrika bacalarından çıkan partiküller, ağaç polenleri, yosunlar vb.) dolayı zaman içinde kirlenebilir. IEC standartlarına göre panel kirlenmesindeki oran eşittir sistemin ürettiği enerji kayıp oranı. Bu tür kirlenmeler panel yüzeyinde bir örtü oluşturarak ışınımın pv hücrelerine ulaşmasını engellemektedir. Bu da direk enerji kaybı demektir.
Toz sensörü IEC61724-1:2 Annex-C bölümünde belirtildiği üzere iki adet ışınım sensöründen oluşmalı ve bu sensörler birbirlerine göre normalize edilmiş olmalıdır. Bu sensörlerden birisi periyodik olarak temizlenmeli diğeri ise panellerle birlikle kirlenmeye maruz bırakılmalıdır. İki ışınım değerindeki fark arasındaki kıyastan Kirlenme Oranı % olarak hesaplanmalıdır. Hesaplama IEC standartlarındaki kısıtlamalar kullanılarak yapılmalı ve günde bir kez ortalama kirlilik oranı olarak kullanıcıya sunulmalıdır.
Kirlenme sensörünün temiz ışınım sensörü için otomatik temizleme sistemi olmalı ve bu sistem periyodik olarak ışınım sensörünü temizlemelidir. Tesisin tüm panelleri için temizlik yapıldığında kirli ışınım sensörü de temizlenmelidir.
Teknik Özellikleri
Sensör Tipi: Referans Hücreli Işınım Sensörü
Ölçüm Aralığı: 0-100 %
Sensör Hassasiyeti: %1
Çözünürlük: %1
Temizleme Sistemi: Otomatik Su püskürtmeli
Temizleme Aralığı: En az günde bir kez.
Temizleme Su Kapasitesi: En fazla 6 ayda bir kez dolum
