10 ELEKTRO 2/2014 Kvalita elektrické energie v místě připojení solární elektrárny do napájecí sítě1. Úvod V oboru instalací solárních elektráren vy-užívajících energie produkované slunečním svitem byl zaznamenán v Evropě v součas-ném období mohutný rozvoj. Kromě vel-kých fotovoltaických farem generujících elek-trický výkon řádově stovky kilowattů až jednotky me-gawattů vznikly zároveň i malé elektrárny s výko-nem v řádu desítek kilo-wattů. Udávaný instalovaný výkon však solární elekt-rárna generuje jen za před-pokladu optimálních osvi-tových podmínek, kdy je po celý den bezoblačné po-časí a sluneční svit maxi-mální. Skutečné podmínky se od ideálních velmi odli-šují. Také v průběhu dne, v závislosti na denní hodině a na aktuálním ročním období, je solární radiace velmi pro-měnlivá a v důsledku této skutečnosti se mění i velikost generovaného výkonu do napájecí sítě a jeho kvalitativní parametry. Stejnosměr-ná elektrická energie vyrobená fotovoltaic-kým panelem je s využitím měničů frekven-ce přeměněna do střídavé podoby a dodává-na do napájecí sítě (on grid). Tento postup se však neobejde bez negativních vlivů na kva-litativní parametry napájecí sítě. Testovaná elektrárna o výkonu 20 kW je nainstalována na střeše budovy nové knihov-ny VŠB-TU Ostrava. Je rozdělena do šesti sekcí, výstup každé sekce je připojen na mě-nič frekvence o nominálním výkonu 3 200 W.2. Měřicí systém K měření kvalitativních parametrů byl použit analyzátor kvality elektrické energie DEWE-561, který umožňuje měření ve všech fázích napájecí soustavy. Analyzátor měřil celkově tři proudy a tři napětí. Ke čtvrtému kanálu byl na jeho přímý vstup připojen py-ranometr, který zaznamenával intenzitu slu-nečního svitu. Na obr. 1 je blokové schéma připojení měřicího systému k napájecí síti. Analyzátorem sítí DEWE-561 lze měřit mno-ho parametrů kvality elektrické energie a také archivovat naměřené hodnoty po dobu něko-lika týdnů. Systém měří kvalitu elektrické energie podle norem [1] až [3]. Analyzátor DEWE-561 měří a archivuje všechny důleži-té kvalitativní parametry elektrické energie, kromě velikosti napětí, proudů, činného a ja-lového výkonu také harmonické složky, čini-tel zkreslení THD pro proud a napětí, hodno-tu frekvence atd.V analyzátoru napájecí sítě DEWE-561 je nainstalován dedikovaný software pro zpraco-vání dat a také zde existuje možnost exporto-vat data v několika formátech.3. Vyhodnocení měření Analyzátor napájecí sítě DEWE-561 umož-ňuje vizualizaci a také archivaci dat. Touto ces-tou lze naměřené hodnoty a exportovaná data jednoduše zpracovat a dále analyzovat v jiných programech, zejména v tabulkovém proceso-ru, kde je možné jednoduše vytvářet přehle-dové trendy. S využitím analyzátoru napájecí sítě DEWE-561 byla měřena kvalita elektric-ké energie v místě připojení solární elektrár-ny do napájecí sítě. Měřeny byly výstupy tří ze šesti sekcí solární elektrárny. Prezentované údaje zachycují měřicí interval asi jeden týden. Vybrané parametry kvality elektrické energie ukazují připojené obrázky. Vybraný obr. 2 za-chycuje průběh, kdy byly kvalitativní parame-try z pohledu činitele THD poněkud zhoršeny. Na obr. 2 je zřejmý průběh činitele THD napětí pro tři jednofázové měniče připojené na tři růz-né fáze napájecí soustavy a také průběh inten-zity slunečního záření v závislosti na čase (je-den den). Je patrné, že THD je menší než 3 % a proměnlivost slunečního osvitu nemá pod-statný vliv na generaci harmonických složek do napájecí sítě. Pouze v jednom místě upro-střed grafu, kde záření rychle vzrůstá, se obje-vuje krátké zvýšení činitele THD, jehož hod-nota přesáhne 3,5 % ve dvou fázích.Na obr. 3 je průběh účiníku měřeného na výstupu tří jednofázových měničů a veli-kosti intenzity slunečního svitu v závislosti na čase (jeden den). Z obr. 3 je patrná skuteč-nost, že v období malé intenzity slunečního záření se objevují nepříjemné výkyvy účiní-ku. Následně, když intenzita slunečního záře-ní vzroste nad určitou mez (asi 100 W · m–2), měniče frekvence pracují se stabilním účiní-kem blížícím se konstantní hodnotě. Potom, přestože je intenzita záření kolísavá, v hod-notě účiníku se výkyvy neprojeví.Dr. Ing. Krzysztof Górecki, Politechnika Opolska,doc. Ing. Ludvík Koval, Ph.D., doc. Ing. Petr Bilík, Ph.D., Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Obr. 1. Blokové schéma připojení měřicího systému DEWE-561 k napájecí síti menic 1 menic 2 menic 3 napájecí sít L1 L2 L3 DEWE 561 U, I fotovoltaické panely fotovoltaické panely fotovoltaické panely pyranometr Obr. 2. Průběh či-nitele THD napětí pro tři fáze a intenzitu slunečního záření v závislosti na čase (jeden den)