Deutsch

Fehlersuche bei Photovoltaiksystemen: Drei typische Probleme

HLK-Anlagen, Erneuerbare Energien, Energie Management, Fehlerbehebung

Die Zahl der Photovoltaik-Anlagen steigt weltweit. Daraus entsteht eine ständig steigende Nachfrage nach Technikern, die wissen, wie man Fehlern bei PV-Anlagen effizient und effektiv auf den Grund geht.

Ein Techniker steht zwischen zwei Reihen von Solarmodulen und erfasst mit einer Fluke 393 FC Messwerte an der Rückseite eines der Paneele.

Die Fehlersuche ist ein wichtiger Bestandteil der Fähigkeiten eines professionellen Solartechnikers. Hier nimmt der Techniker an der Rückseite eines PV-Paneels Messungen mit einer Fluke 393 FC vor.

Die Fehlersuche in einer PV-Anlage konzentriert sich in der Regel auf vier Teile des Systems: Die PV-Paneele, Last, Wechselrichter und Anschlusskästen.

Die Strommesszange Fluke393 FC CAT III 1500 V ist für die meisten Arbeiten in einer Solaranlage das ideale Allroundwerkzeug. Sie ist die weltweit einzige CAT III 1500V Wechsel- und Gleichstrommesszange mit Schutzklasse IP 54 für Gleichstrom, Audiopolarität und visuelle Kontinuität, die speziell für das Testen und Messen in Solar-PV-Anlagen entwickelt wurde.

Die Fluke 393 FC mit Messleitungen, der flexiblen Stromzange iFlex, Magnethalterung und Tragetasche

Echteffektiv-Strommesszange Fluke 393 FC mit Sicherheitsspezifikation CAT III 1.500 V und flexibler Stromzange iFlex

1. Fehlersuche an PV-Paneelen

Prüfen Sie zunächst den Ausgang der gesamten Anlage am Messsystem oder Wechselrichter. Bevor Sie mit der Fehlersuche beginnen, prüfen Sie die Eingangsspannung des Wechselrichters und den aktuellen Pegel vom Array, und halten Sie diese fest. Sie werden wahrscheinlich auf eines von zwei Szenarien stoßen:

  • Die gesamte PV-Anlage oder ein Teil dieser ist ausgefallen oder erzeugt keine Energie; dies kann auf ein Problem mit dem Wechselrichter hindeuten.
  • Oder die PV-Systemleistung ist geringer als erwartet; dies kann auf ein Problem mit einem der Arrays oder Module hindeuten.

Verfolgen Sie die einzelnen Abzweigungen vom Konzentrator aus rückwärts. Überprüfen Sie die Sicherungen des gesamten Systems visuell, und setzen Sie die Leistungsschalter und Schalter zurück. Prüfen Sie auf defekte Kabel und lose oder verschmutzte Verbindungen; tauschen Sie diese bei Bedarf aus oder reinigen Sie sie. Achten Sie auf lose Verbindungen zwischen den Modulen. Sie könnten sich gelockert oder keinen Kontakt mehr haben.

Die Anschlusskästen eignen sich besonders zur Fehlersuche am System, da die einzelnen Kabel der Module hier zusammengeführt werden. Jedes Modul verfügt möglicherweise über eine Sicherung, die mit Ihrer Fluke 393 FC zu prüfen sind.

Auch Verkabelungsprobleme und lose Verbindungen können dazu führen, dass in einem bestimmten Modul eine zu niedrige Spannung erzeugt wird. Prüfen Sie alle Kabelverbindungen. Wenn die Ausgangsspannung an einem Modul gering ist, kann das bedeuten, dass ein einzelner Zellenabschnitt fehlerhaft ist. Dies lässt sich mit der 393 FC an den Verteilerkästen nachverfolgen, bis die Fehlerursache gefunden wurde.

Die Fluke 393 FC zeigt beim Testen von Voc eine akustische Polaritätswarnung an. Wenn Sie feststellen, dass die Polarität umgekehrt ist, kann dies bedeuten, dass andere Schaltkreise im Anschlusskasten unbeabsichtigt in Reihe geschaltet wurden, was zu Spannungen über der maximalen Eingangsspannung des Wechselrichters führt.  

Verschmutzung oder Schatten auf den Modulen selbst können zu einer verminderten Leistung führen. Auch wenn die Module meist auf mehrere Jahre ohne Instandhaltung ausgelegt sind, müssen sie ggf. gereinigt werden. Pollen und Staub können in einigen Regionen des Landes ein erhebliches Problem darstellen.

2. Fehlersuche an PV-Lasten

Das PV-System wird zum Betrieb elektrischer Lasten in Gebäuden verwendet; Probleme mit den Lasten wirken sich auch auf das System aus. Der erste Schritt besteht darin, die Lastschalter, Sicherungen und Leistungsschalter mit der Fluke 393 FC zu prüfen, um festzustellen, ob am Lastanschluss die richtige Spannung anliegt. Prüfen Sie anschließend mit der 393 FC die Sicherungen und Leistungsschalter. Bei durchgebrannten Sicherungen oder ausgelösten Leistungsschaltern suchen Sie nach der Ursache und reparieren Sie die fehlerhafte Komponente oder tauschen Sie sie aus. Wenn die Last ein Motor ist, könnte ein interner Wärmeschutzschalter ausgelöst werden oder im Motor könnte eine offene Wicklung vorhanden sein. Schließen Sie zu Prüfzwecken eine andere Last an, und schauen Sie, ob alles ordnungsgemäß funktioniert.

Schauen Sie wie in jedem elektrischen System nach beschädigten Kabeln und lockeren Anschlüssen. Reinigen Sie alle verschmutzten Anschlüsse und tauschen Sie alle defekten Kabel aus. Prüfen Sie bei abgeschaltetem Strom auf Erdungsfehler, um diese ggf. zu beheben. Wenn Sicherungen oder Leistungsschalter erneut durchbrennen oder ausgelöst werden, liegt ein Kurzschluss vor, der lokalisiert und behoben werden muss.

Wenn die Last immer noch nicht richtig funktioniert, prüfen Sie mit der Fluke 393 FC die Systemspannung am Lastanschluss. Der Kabelquerschnitt ist u. U. zu gering und muss erhöht werden. Es ist auch möglich, dass die Kabelläufe zur Last zu lang sind. Dies zeigt sich an der Last durch eine niedrige Spannung. In diesem Fall können Sie die Last am Schaltkreis reduzieren oder ein Kabel mit größerem Querschnitt verwenden.

3. Fehlersuche an PV-Wechselrichtern

Viele von Ihnen haben es bei der Arbeit täglich mit Frequenzumrichtern zu tun und sind es daher gewohnt, Gleich- und Wechselspannungen zu messen. Der Wechselrichter in einer PV-Anlage kann ebenfalls ausfallen und Fehler verursachen. Der Wechselrichter wandelt die Gleichspannung der PV-Anlage in Wechselspannung zur Nutzung im Gebäude um.

Wenn der Wechselrichter nicht die richtige Ausgangsspannung erzeugt, prüfen Sie die Gleichstrom-Eingangsspannung und das Spannungsniveau des Wechselrichters, und zeichnen Sie dieses auf. Prüfen Sie auf der Wechselstromseite mit der Fluke 393 FC die Ausgangsspannung und die Strompegel des Wechselrichters. Viele dieser Systeme sind mit einem Display ausgestattet, auf dem die aktuellen Betriebseigenschaften des Wechselrichters und des Systems angezeigt werden. Da die 393 FC Echteffektivwerte misst, können Sie anhand der Spannung und des Stroms die Ausgangsleistung in Kilowatt (kW) messen und aufzeichnen. Wenn möglich, nutzen Sie das Display des Wechselrichters, um die aktuelle gesamte Energie (kWh) abzulesen. Sie können diesen Wert aufschreiben und mit dem während der letzten Prüfung aufgezeichneten Wert vergleichen. Auf der Gleichspannungsseite können Sie die 393 FC verwenden, um die DC-Leistung zu überprüfen und den Messwert in der Fluke Connect™ App auf Ihrem Smartphone zu speichern.

Wenn der Wechselrichter nicht die richtige Strommenge erzeugt, können verschiedene Probleme entstehen, die sich alle leicht mit der Fluke 393 FC überprüfen lassen:

  • Durchgebrannte Sicherung
  • Ausgelöster Leistungsschalter
  • Beschädigte Kabel

Messen Sie mit der 393 FC auch auf der Wechselspannungsseite des Wechselrichterausgangs, möglicherweise zieht die Last am Wechselrichter einen zu hohen Strom. Mit der Doppelanzeige der 393 FC, die Wechselspannung und Frequenz anzeigt, können Sie bestimmen, ob der Wechselrichterausgang des Wechselrichters korrekt funktioniert.

Der Wechselrichter ist möglicherweise mit dem örtlichen Energieversorger verbunden. Der Wechselstrom am Ausgang des Wechselrichters schwankt mit dem Pegel der Solareinspeisung am Array. Der Wechselrichter hält die richtige Ausgangsspannung und Phase zum Energieversorger aufrecht. Spannungsprobleme des Energieversorgers können zum Abschalten des Wechselrichters führen. In diesem Fall wenden Sie sich wegen der Reparatur an den Energieversorger.

Eine Fluke 393 FC Strommesszange hängt neben einem geöffneten Wechselrichter, während ein Techniker, der PSA (inklusive Handschuhe und Gesichtsschutz) trägt, mit den Messleitungen eine Messung vornimmt.

Die Strommesszange Fluke 393 FC mit CAT III 1500 V eignet sich zur Messung von Gleichstromleistung, Gleich- und Wechselspannung und Gleich- und Wechselstrom sowie zur Fehlersuche an Wechselrichtern.

4. Fehlerbehebung an Anschlusskästen

Bei der Fehlersuche in Anschlusskästen sind Stromessungen und -berechnungen erforderlich, um festzustellen, ob die PV-Arrays ordnungsgemäß funktionieren. Durch die Messung von Strom an einzelnen Arrays oder die Kombination von Strommessungen können Sie feststellen, ob eine Zelle eine Fehlfunktion hatte.

Die schlanke Zange der Fluke 393 FC ermöglicht die Aufnahme mehrerer Leiter in die Zange für kombinierte Strommessungen, selbst bei überfüllten Wechselrichter- oder Anschlusskästen.