Energie-efficiëntie in DC-systemen meten

Van fotovoltaïsche systemen tot batterijopslag en elektromobiliteit

De trend naar efficiënt gebruik van renewable energiebronnen heeft geresulteerd in een groot aantal activiteiten voor het verbeteren van de energie-efficiëntie. Vooral bij gelijkstroomsystemen is het monitoren van de prestaties en een storingvrije werking essentieel. Fotovoltaïsche en batterijopslagsystemen spelen hierbij een grote rol, naast een duidelijke focus op de energievoorziening voor opkomende elektromobiliteitsoplossingen.

Het regelmatig uitvoeren van metingen aan met name PV-systemen is zeer belangrijk om de staat van de installatie goed in de gaten te kunnen houden. Zo kan vroegtijdig duidelijk worden dat de installatie niet meer optimaal werkt door factoren zoals vervuiling, extra schaduw, etc. Helaas gebeurt dat vaak veel te weinig, omdat telkens een expert langs moet komen om de metingen te verrichten. Een meetsysteem dat constant aangesloten is en waarvan de uitlezing op een plek hangt waar regelmatig langsgelopen wordt en die ook nog de mogelijkheid biedt om meetgegevens door te sturen naar een computer die de gegevens over langere tijd verwerkt en helder zichtbaar maakt, kan heel veel winst opleveren.
In het geval van fotovoltaïsche systemen wordt de energie-efficiëntie gewoonlijk gemonitord op stringomvormer- of omvormerniveau. Daartoe wordt elke string van een PV-module of van de afzonderlijke omvormer doorgemeten om bedrijfsgegevens als spanning, stroom en vermogen in zowel gelijkstroom als wisselstroom vast te leggen. Deze gegevens geven een indruk van de productiviteit van het systeem en geven de operator ook bijtijds een indicatie van mogelijke probleempunten.
De nieuwe SIRAX BM1450 multifunctionele DC energiemeter is ontworpen voor het meten en monitoren van gelijkstroomsystemen. De vier onafhankelijke kanalen en de meerkanaalsondersteuning maken de meter ideaal voor bi-directionele spanning- en stroommetingen. De energiemeter kan worden gebruikt voor het meten van het verbruik van vier onafhankelijke energiebelastingen, alsmede voor het meten van laad- en ontlaadstromen. De meetgegevens kunnen met twee drukknoppen direct op het apparaat worden geconfigureerd, dan wel via de RS485 Modbus RTU interface. Via vier geïntegreerde relaisuitgangen kunnen gebruikers functies implementeren, zoals alarmfuncties, het triggeren van een pulsuitgang voor extra externe tellers of tijdvertraagde taken. De uitgangen kunnen worden geactiveerd door een externe eindschakelaar of door andere externe triggers. De meetresultaten kunnen ter plekke worden weergegeven op het grote LED display (4 regels) of worden opgevraagd via Modbus RTU door een overkoepelend systeem (zoals het SMARTCOLLECT datamanagementsysteem van Camille Bauer Metrawatt AG) voor weergave en verdere verwerking.

Eén spanning, vier stromen
Zoals in afbeelding 1 te zien is, heeft de meter vier ingangen voor stroom en één voor spanning. Om de stromen te kunnen meten, worden shunts gebruikt die in serie met de belasting geschakeld worden. Door het gebruik van externe shunts, is de meter voor zeer uiteenlopende stroombereiken inzetbaar. De spanning over de shunt, is immer de waarde waar de meter van uit gaat bij het bepalen van de stroom waarbij de wet van Ohm natuurlijk noodzakelijk is om de omzetting van de spanning naar de stroom te verzorgen.