Stapsgewijze handleiding voor storingzoeken in PV-systemen met I-V-curvetracers | Fluke

Om optimale prestaties van fotovoltaïsche systemen (PV-systemen) te garanderen, zijn regelmatig onderhoud en effectieve methoden voor storingzoeken vereist. Een van de meest waardevolle instrumenten voor het diagnosticeren van problemen in PV-systemen is de I-V-curvetracer. Dit artikel bevat een praktische, stapsgewijze handleiding voor storingzoeken in PV-systemen met I-V-curvetracers, waarmee technici prestatieproblemen efficiënt kunnen identificeren en oplossen.

Aan de slag met I-V-curvetracing

Voordat u begint met het storingszoekproces is het essentieel dat u de basisprincipes van I-V-curvetracing begrijpt en over de noodzakelijke apparatuur en veiligheidsmaatregelen beschikt.

Essentiële apparatuur en veiligheidsmaatregelen

• I-V-curvetracer: Zorg voor een betrouwbare en goed gekalibreerde I-V-curvetracer met de juiste spanning en stroomsterkte.
• Stralingssensor: Voor het meten van de zonnestraling in het vlak van de array.
• Temperatuursensor: Voor nauwkeurige metingen van de moduletemperatuur.
• Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM): Volg de NFPA 70E-richtlijnen voor elektrische veiligheid, waaronder het dragen van handschoenen, een vlamboogwerend gelaatsscherm en geschikte kleding.
• Set voor lockout/tagout (LOTO): Voor het veilig isoleren van elektrische componenten tijdens het testen.

Stap 1: Voorbereiding voor I-V-curvetracing

1. Veiligheid voorop: Zorg dat u bekend bent met de lay-out en werking van het PV-systeem. Controleer of de I-V-curvetracer en alle andere apparatuur geschikt zijn voor de verwachte stroom en spanning.
2. Omgevingsomstandigheden: Voer tests uit onder stabiele weersomstandigheden met minimale wind, en stralingsniveaus boven 700 W/m², om meetfouten tot een minimum te beperken. Probeer tests uit te voeren tussen 10:00 en 15:00 uur voor de nauwkeurigste resultaten.

Stap 2: De I-V-curvetracer instellen:

1. Sensoren aanbrengen: Plaats de stralingssensor in het vlak van de array en bevestig de temperatuursensor aan een representatieve module met tape die geschikt is voor hoge temperaturen. Zorg voor een goed thermisch contact voor nauwkeurige metingen.
2. Elektrische isolatie: Gebruik de LOTO-set om de combinerbox of andere testpunten te isoleren van de rest van het PV-systeem. Controleer met een stroomtang contactloos of er geen stroom door het circuit loopt. Open de aanraakveilige zekeringhouders om afzonderlijke broncircuits te isoleren.

Stap 3: De I-V-curvetest uitvoeren

1. De tracer aansluiten: Sluit de meetsnoeren van de I-V-curvetracer aan op de positieve en negatieve rail van het PV-broncircuit. Controleer of de aansluitingen veilig en intact zijn.
2. Het circuit aansluiten: Sluit één zekeringhouder om het te testen circuit aan te sluiten op de rails.
3. De sweep uitvoeren: Start de I-V-curve-sweep, zodat de tracer stroom en spanning op verschillende punten kan meten. Het proces duurt gewoonlijk 10 tot 15 seconden per broncircuit.
4. De gegevens opslaan: Sla de gemeten I-V-curven elektronisch op voor analyse. Herhaal het proces voor elk PV-broncircuit in de combinerbox.

Stap 4: I-V-curvegegevens analyseren

1. Vergelijken met verwachte curven: Gebruik het gegevensblad en de omgevingsmetingen van de module om een voorspelde I-V-curve te genereren. Vergelijk de gemeten curve met de voorspelde curve om afwijkingen vast te stellen.
2. Afwijkingen vaststellen: Let op veelvoorkomende I-V-curveafwijkingen, zoals curven met trappen, lage Isc, lage Voc en afgeronde knikken. Elk type afwijking wijst op specifieke problemen, zoals beschreven in het vorige artikel.

Stap 5: Algemene afwijkingen in I-V-curven onderzoeken

Hier vindt u een gedetailleerde storingzoekprocedure voor de meest voorkomende I-V-curveafwijkingen:

I-V-curven met trappen

Deze grafiek toont een I-V-curve met trappen, waarbij de inkepingen zijn gemarkeerd die worden veroorzaakt door schaduw of vervuiling

Oorzaak: Gewoonlijk veroorzaakt door schaduw, vervuiling of activering van de bypassdiode.

Stappen voor storingzoeken:

• Visuele inspectie: Controleer op zichtbare schaduw (bijv. boomtakken, vuil) en verwijder al het vuil (bijv. stof, vogelpoep).
• Controle bypassdiode: Test de bypassdiodes met een multimeter. Vervang defecte diodes en modules.
• Inspectie van modules: Controleer op fysieke schade of gebarsten cellen die schaduweffecten kunnen veroorzaken.

Lage kortsluitstroom (Isc)

Oorzaak: Kan het gevolg zijn van schaduw, vervuiling, een slechte stralingsmeting of degradatie van de module.

Stappen voor storingzoeken:

• Omgevingscontrole: Zorg dat de stralingssensor juist is geplaatst en gekalibreerd.
• Reiniging: Reinig de PV-modules om al het vuil te verwijderen.
• Controle op verslechtering: Controleer de modules op tekenen van veroudering of beschadiging. Vergelijk de huidige prestaties met historische gegevens.

Lage nullastspanning (Voc)

Oorzaak: Vaak veroorzaakt door fouten in de temperatuurmeting, schaduw of hardwareproblemen zoals kortgesloten bypassdiodes.

Stappen voor storingzoeken:

• Temperatuurmeting: Controleer of de temperatuursensor juist is geplaatst en nauwkeurige meetwaarden levert.
• Schaduw verwijderen: Zoek en verwijder eventuele schaduwbronnen.
• Hardwarecontrole: Controleer op kortgesloten bypassdiodes of afgeknelde geleiders, en repareer of vervang deze naar behoefte.

Afgeronde knikken

Oorzaak: Duidt op een verslechtering van de prestaties als gevolg van veroudering of een hogere seriële weerstand.

Stappen voor storingzoeken:

• Trendanalyse: Bewaak de I-V-curven in de loop van de tijd om geleidelijke veranderingen in de prestaties te volgen.
• Verbindingen inspecteren: Controleer op corrosie of slechte aansluitingen die de seriële weerstand kunnen verhogen.

Lage spanningsverhouding

Oorzaak: Veroorzaakt door een hogere seriële weerstand als gevolg van gecorrodeerde connectoren, beschadigde soldeerverbindingen of ondermaatse geleiders.

Stappen voor storingzoeken:

• Inspectie van de aansluitingen: Controleer alle aansluitingen op tekenen van corrosie of beschadiging.
• Geleiders controleren: Zorg dat de geleiders het juiste formaat hebben voor de stroom die ze voeren.

Lage stroomverhouding

Oorzaak: Een verminderde shuntweerstand of lokale shunts.

Stappen voor storingzoeken:

• Controleren op schaduw en vervuiling: Sluit eerst problemen door schaduw of vervuiling uit.
• Infraroodbeeldvorming: Gebruik een warmtebeeldcamera om lokale shunts of hotspots te detecteren die op prestatieproblemen wijzen.

Stap 6: Problemen documenteren en aanpakken

1. Bevindingen vastleggen: Documenteer alle bevindingen, inclusief de vastgestelde soorten afwijkingen, waarschijnlijke oorzaken en de stappen die zijn genomen om de problemen op te lossen.
2. Rapporteren en repareren: Genereer een rapport voor bedrijfsmiddelbeheerders of onderhoudsteams. Plan reparaties of vervangingen op basis van de bevindingen.
3. Vervolgtests: Voer na het uitvoeren van reparaties vervolg-I-V-curvetests uit om er zeker van te zijn dat de problemen zijn opgelost en het systeem optimaal werkt.

Voorbeeld: Lage Isc oplossen in een PV-systeem van energiebedrijf

Een PV-systeem van een energiebedrijf presteerde onvoldoende, waarbij de Isc-waarden van verschillende broncircuits laag waren. Met behulp van een I-V-curvetracer ontdekten technici dat het probleem te wijten was aan uniforme vervuiling van meerdere modules. Na het reinigen van de modules lieten vervolg-I-V-curvetests herstelde Isc-waarden zien, wat bevestigt dat vervuiling de belangrijkste oorzaak was van het prestatieprobleem.

Best practices voor effectief storingzoeken

• Regelmatig onderhoud: Integreer I-V-curvetracing in schema's voor routineonderhoud om problemen vroegtijdig op te sporen en op te lossen.
• Consistente documentatie: Houd gedetailleerde gegevens bij van alle I-V-curvetests, omgevingsomstandigheden en welke maatregelen zijn genomen.
• Training en veiligheid: Zorg dat al het personeel is getraind in het gebruik van I-V-curvetracers en volg de veiligheidsprotocollen nauwgezet op.

Storingzoekprocedure voor algemene I-V-curveafwijkingen

Conclusie

I-V-curvetracing is onmisbaar voor storingzoeken en het onderhouden van PV-systemen. Door een systematische aanpak te volgen voor het voorbereiden, uitvoeren en analyseren van I-V-curvetests kunnen technici prestatieproblemen effectief diagnosticeren en oplossen, zodat PV-systemen optimaal functioneren. Regelmatig gebruik van I-V-curvetracers, in combinatie met grondige documentatie en naleving van veiligheidsprotocollen, leidt tot een betrouwbaardere en efficiëntere opwekking van zonne-energie.

Veelgestelde vragen (FAQ's)

Welke apparatuur heb ik nodig voor I-V-curvetracing?

U hebt een I-V-curvetracer, stralingsensor, temperatuursensor, persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) en een lockout/tagout-set (LOTO) nodig.

Hoe bereid ik me voor op een I-V-curvetest?

Zorg eerst voor veiligheid, voer tests uit onder stabiele weersomstandigheden, installeer sensoren nauwkeurig en isoleer de elektrische componenten die u wilt testen.

Wat zijn veelvoorkomende afwijkingen van de I-V-curve?

Veelvoorkomende afwijkingen zijn I-V-curves met trappen, lage Isc, lage Voc, afgeronde knikken, lage spanningsverhouding en lage stroomverhouding, die elk duiden op specifieke prestatieproblemen.

Hoe los ik problemen met een lage Isc op?

Controleer op schaduw, vervuiling, slechte stralingsmeting en degradatie van de module. Reinig de modules en controleer de nauwkeurigheid van de sensor.

Hoe documenteer ik problemen die zijn gevonden tijdens I-V-curvetracing en hoe pak ik deze aan?

Noteer alle bevindingen, genereer rapporten, plan de noodzakelijke reparaties en voer vervolgtests uit om te controleren of de problemen zijn opgelost.