Khi các dàn PV lão hóa, có nhiều nguyên nhân tiềm ẩn khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả. Một số trường hợp có thể được dự đoán trước được, chẳng hạn như tổn thất do chất bẩn hoặc suy giảm dàn lâu dài. Một số trường hợp có thể xảy ra ngoài dự kiến, chẳng hạn như hỏng đi-ốt nối tắt, mô-đun bị nứt, v.v. Bởi vì các bộ theo dõi đường cong I-V nắm bắt tất cả các điểm vận hành dòng điện và điện áp của nguồn PV nên chúng có khả năng vô song là xác định các dấu hiệu hoạt động kém trong hệ thống PV.
Mỗi bảng dữ liệu mô-đun cung cấp một đường cong I-V mô hình đại diện cho tất cả các tổ hợp dòng điện và điện áp mà tại đó bạn có thể vận hành hoặc tải mô-đun trong Điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn (STC). Khi đường cong I-V đo được có sự khác biệt đáng kể về chiều cao, chiều rộng hoặc hình dạng so với đường cong I-V dự đoán—dựa trên đường cong I-V mô hình nhưng được điều chỉnh theo điều kiện nhiệt độ và bức xạ thực tế—bản chất của độ sai lệch sẽ cung cấp manh mối về các vấn đề hiệu suất tiềm ẩn. Bộ theo dõi đường cong I-V, chẳng hạn như Fluke Solmetric PVA-1500, là công cụ giúp phát hiện các dấu hiệu hoạt động kém này.
Bộ máy phân tích quang điện Fluke Solmetric PVA 1500 Volt có Fluke SolSensor
Những cân nhắc về an toàn trong việc khắc phục sự cố hệ thống PV
An toàn là điều quan trọng nhất khi làm việc với hệ thống điện. Hiểu cấu trúc và vận hành của hệ thống PV, sử dụng thiết bị kiểm tra được xếp hạng phù hợp và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn như NFPA 70E là điều cần thiết. Sử dụng bộ theo dõi đường cong I-V, như Fluke Solmetric PVA-1500, có thể nâng cao độ an toàn so với các phương pháp kiểm tra khác vì nó cho phép kiểm tra mà không cần mạch điện phải chịu tải biến tần.
Quy trình kiểm tra cơ bản
Trong các hệ thống PV quy mô thương mại và tiện ích, dấu hiệu đường cong I-V thường được đo trong các hộp tổ hợp cách ly điện. Ví dụ: nếu giám sát cấp vùng hoặc đo nhiệt độ trên không cho thấy hộp tổ hợp hoạt động kém hiệu quả thì hộp đó có thể được gắn cờ để kiểm tra. Sau khi được cách ly, việc kiểm tra trực quan theo dõi đường cong I-V có thể xác định các mạch điện nguồn hoạt động kém. Các phép đo hiệu suất đã hiệu chỉnh bao gồm việc lắp đặt cảm biến bức xạ trong mặt phẳng dàn và gắn cảm biến nhiệt độ vào mặt sau của mô-đun. Mỗi mạch điện nguồn PV được kiểm tra riêng lẻ, với quá trình này chỉ mất từ 10 đến 15 giây cho mỗi mạch và dữ liệu được lưu dưới dạng điện tử.
Hình dạng và hiệu suất bình thường
Để xác định các vấn đề về hiệu suất tại hiện trường, bạn phải có tiêu chuẩn để so sánh. Trong các tình huống khắc phục sự cố, bạn có thể sử dụng các phép đo được thực hiện trên các mạch điện nguồn PV lân cận để so sánh. Tuy nhiên, dữ liệu biển thông số mô-đun chung là cơ sở để so sánh, đặc biệt khi bạn đo chất lượng hiệu suất theo thời gian.
Trước khi thực hiện kiểm tra đường cong I-V, bạn xác định mô-đun nào bạn đang kiểm tra và số lượng mô-đun được kết nối nối tiếp hoặc song song. Dựa trên những thông tin đầu vào này và các đầu vào thiết lập khác, phần mềm sẽ tính toán các đặc tính hiệu suất dự kiến—chẳng hạn như Isc, Imp, Voc, Vmp và Pmp—ở các điều kiện kiểm tra tiêu chuẩn. Do các điều kiện tại hiện trường luôn khác với các điều kiện thử nghiệm tại nhà máy nên bộ theo dõi đường cong I-V sử dụng mô hình toán học để tính toán các điều kiện nhiệt độ và bức xạ thực tế tại hiện trường, đồng thời tạo ra đường cong I-V dự đoán và giá trị công suất tối đa cho mạch điện nguồn hoặc mô-đun PV được kiểm tra.
Nếu mạch điện nguồn hoặc mô-đun PV hoạt động bình thường thì đường cong I-V của nó có hình dạng bình thường. Hơn nữa, định mức công suất đầu ra tối đa mà bộ theo dõi đường cong tính toán từ dữ liệu I-V sẽ gần đúng với công suất tối đa dự đoán. Chúng ta sử dụng hệ số hiệu suất (PF) trong bối cảnh này để định lượng mức độ phù hợp của đường cong IV đo được với đường cong dự đoán. Điều này được báo cáo dưới dạng phần trăm và được tính toán bằng cách sử dụng công suất tối đa được đo và dự đoán (PMP) như được trình bày trong Phương trình PF = (PMP đo được ÷ PMP dự đoán) × 100. Hình dạng đường cong bình thường và hệ số hiệu suất từ 90% đến 100% cho thấy mạch điện nguồn hoặc mô-đun PV đang hoạt động chính xác và không bị bóng râm che hoặc bẩn nghiêm trọng.