Polski

Wyszukiwanie i usuwanie usterek systemów fotowoltaicznych: trzy typowe problemy

Energia odnawialna, Zarządzanie jakością energii, Rozwiązywanie problemów

Każdego roku liczba instalacji solarnych w całym kraju wzrasta coraz szybciej, co przyczynia się do większego zapotrzebowania na zatrudnianie techników, którzy wiedzą, jak sprawnie i skutecznie wyszukiwać i usuwać awarie instalacji fotowoltaicznych (PV).

Technik stojący między rzędami paneli słonecznych, wykonujący pomiar z tyłu jednego z paneli za pomocą miernika Fluke 393 FC.

Wyszukiwanie i usuwanie awarii to jedno z najważniejszych zadań wykonywanych przez techników instalacji solarnych. Technik wykonuje pomiary z tyłu panelu PV za pomocą miernika cęgowego Fluke 393 FC.

Rozwiązywanie problemów z instalacjami PV zwykle skupia się na czterech elementach instalacji: panelach PV, obciążeniu, falowniku i skrzynkach łączeniowych.

Najlepszym uniwersalnym przyrządem do pracy w większości obszarów instalacji solarnych jest miernik cęgowy Fluke 393 FC CAT III 1500 V. Jest to jedyny tego rodzaju miernik cęgowy AC/DC na świecie o kategorii CAT III 1500 V i stopniu ochrony IP 54 wyposażony w wiele przydatnych funkcji, takich jak pomiar mocy DC, dźwiękowe wskazywanie polaryzacji i wizualne wskazywanie ciągłości, które opracowano specjalnie do przeprowadzania testów i pomiarów w zastosowaniach fotowoltaicznych.

Miernik Fluke 393 FC z przewodami pomiarowymi, elastyczną sondą prądową iFlex, uchwytem magnetycznym i futerałem

Miernik cęgowy Fluke 393 FC CAT III 1500 V True-RMS z elastyczną sondą prądową iFlex™

1. Wyszukiwanie i usuwanie awarii paneli fotowoltaicznych

Najpierw należy sprawdzić moc wyjściową całego systemu w systemie pomiarowym lub falowniku. Przed przystąpieniem do wyszukiwania i usuwania awarii należy sprawdzić i zarejestrować napięcie wejściowe falownika i poziom prądu z macierzy. Prawdopodobne jest wystąpienie jednego z dwóch scenariuszy:

  • Cała instalacja PV lub jej część jest wyłączona lub nie wytwarza mocy — może to być związane z problemem występującym w falowniku.
  • Moc wyjściowa instalacji PV jest mniejsza niż oczekiwana — może to być związane z problemem występującym w jednej z macierzy lub w jednym z modułów.

Należy sprawdzić wiązki przewodów poszczególnych odgałęzień, zaczynając inspekcję od koncentratora. Następnie trzeba sprawdzić wzrokowo cały układ, pamiętając o bezpiecznikach. Trzeba też zresetować wyłączniki i przełączniki. Ponadto należy sprawdzić przewody pod kątem uszkodzeń oraz czy złącza nie są poluzowane lub zabrudzone i w razie potrzeby wymienić je i oczyścić. Trzeba też zwrócić uwagę na luźne połączenia pomiędzy modułami. Możliwe jest, że uległy obluzowaniu, przyczyniając się do utraty połączenia.

Skrzynka łączeniowa może być doskonałym miejscem do wyszukiwania i usuwania awarii instalacji, ponieważ poszczególne przewody z modułów są do niej podłączone. Każdy moduł może być wyposażony w bezpiecznik, który należy sprawdzić za pomocą przyrządu Fluke 393 FC.

Problemy z okablowaniem i luźne złącza mogą również być powodem wytwarzania zbyt niskiego napięcia przez moduł. Należy sprawdzić wszystkie połączenia przewodów. Jeśli moc wyjściowa modułu jest niska, może to oznaczać, że poszczególne sekcje ogniw są uszkodzone. Inspekcję można przeprowadzić za pomocą przyrządu 393 FC przy skrzynkach przyłączeniowych w celu znalezienia źródła problemu.

Przyrząd Fluke 393 FC generuje dźwiękowe ostrzeżenia o niewłaściwej polaryzacji podczas badania Voc. W przypadku wykrycia odwróconej polaryzacji może to oznaczać, że inne obwody w skrzynce łączeniowej zostały przypadkowo połączone szeregowo, przyczyniając się do wystąpienia napięć powyżej poziomu maksymalnego napięcia wejściowego falownika.  

Zanieczyszczenie lub zacienienie samych modułów może powodować zmniejszenie się mocy wyjściowej. Moduły są zazwyczaj skonstruowane tak, aby nie wymagały konserwacji przez lata, jednak pomimo tego mogą wymagać czyszczenia. Pyłki i kurz mogą stanowić poważny problem w niektórych regionach kraju.

2. Wyszukiwanie i usuwanie awarii dotyczących obciążenia instalacji fotowoltaicznych

Instalacje PV są wykorzystywane do pracy z obciążeniami elektrycznymi w budynkach. Wszelkie problemy związane z obciążeniami również będą miały wpływ na instalację. Pierwszym krokiem jest sprawdzenie wyłączników obciążenia, bezpieczników i innych wyłączników za pomocą przyrządu Fluke 393 FC, aby zweryfikować, czy w miejscu przyłączenia obciążenia występuje prawidłowe napięcie. Następnie, korzystając z przyrządu 393 FC, należy sprawdzić bezpieczniki i wyłączniki obwodów. W przypadku wykrycia przepalonych bezpieczników lub wyzwolonych wyłączników należy zlokalizować przyczynę problemu i dokonać naprawy lub wymiany uszkodzonego elementu. Jeśli obciążenie jest spowodowane przez silnik, mógł ulec wyzwoleniu wewnętrzny wyłącznik termiczny lub w uzwojeniu silnika może występować przerwa. Aby przeprowadzić test, należy podłączyć inne obciążenie i sprawdzić, czy wszystko działa prawidłowo.

Podobnie jak w przypadku każdego układu elektrycznego, należy też sprawdzić, czy nie ma żadnych uszkodzonych przewodów i luźnych połączeń. Wszystkie zanieczyszczone złącza należy oczyścić, a wadliwe przewody wymienić. Ponadto należy sprawdzić przy wyłączonym zasilaniu i naprawić wszelkie usterki uziemienia. Jeśli jakikolwiek bezpiecznik przepali się lub wyłącznik wyzwoli się ponownie, oznacza to, że występuje zwarcie, które należy zlokalizować i naprawić.

Jeśli obciążenie nadal nie działa prawidłowo, trzeba użyć miernika cęgowego Fluke 393 FC do sprawdzenia napięcia instalacji w miejscu przyłączenia obciążenia. Przewód może mieć zbyt mały przekrój, w związku z czym należy zastosować inny. Może się również zdarzyć, że przewody obsługujące obciążenia są zbyt długie. Jest to sygnalizowane poprzez niskie napięcie przy obciążeniu. W takim przypadku można zmniejszyć obciążenie obwodu lub poprowadzić większy przewód.

3. Wyszukiwanie i usuwanie awarii falowników instalacji fotowoltaicznych

Na co dzień technicy najczęściej pracują przy napędach falownikowych, w związku z czym są przyzwyczajeni do przeprowadzania kontroli zasilania AC i DC. Falownik instalacji PV również może ulec awarii i spowodować problemy. Falownik przekształca prąd DC z instalacji PV na prąd AC do użytku w budynkach.

Jeśli falownik nie wytwarza prawidłowej mocy wyjściowej, należy najpierw sprawdzić i zarejestrować robocze napięcie wejściowe DC oraz poziom natężenia prądu falownika. Po stronie zmiennoprądowej należy użyć miernika cęgowego Fluke 393 FC do sprawdzenia poziomów napięcia wyjściowego i natężenia. Wiele z tych systemów jest wyposażonych w wyświetlacz, który wskazuje aktualne parametry inwertera i systemu. W związku z tym, że przyrząd 393 FC umożliwia wykonanie pomiaru prawdziwej wartości skutecznej, można na podstawie napięcia i prądu zmierzyć i zarejestrować moc wyjściową w kilowatach (kW). Jeśli istnieje taka możliwość, warto użyć wyświetlacza falownika do sprawdzenia bieżącej łącznej liczby kilowatogodzin (kWh). Następnie można zapisać tę wartość i porównać ją z wartością zarejestrowaną podczas ostatniej inspekcji. Po stronie stałoprądowej można użyć miernika cęgowego 393 FC do sprawdzenia zasilania DC i zapisać odczyt w aplikacji Fluke Connect™ w telefonie.

Jeśli falownik nie wytwarza odpowiedniej mocy, może występować kilka problemów, które można łatwo zweryfikować za pomocą miernika cęgowego Fluke 393 FC:

  • Przepalony bezpiecznik
  • Wyzwolony wyłącznik
  • Uszkodzone przewody

Po stronie zmiennoprądowej należy zmierzyć moc wyjściową falownika za pomocą miernika cęgowego 393 FC. Obciążenie na falowniku może generować zbyt wysokie zapotrzebowanie na prąd. Dzięki podwójnemu wyświetlaczowi przedstawiającemu częstotliwość i napięcie prądu AC można sprawdzić, czy wartości na wyjściu AC falownika są prawidłowe.

Falownik może też być połączony z siecią energetyczną. Prąd wyjściowy AC z falownika zmienia się wraz z poziomem energii solarnej generowanej z paneli. Falownik utrzymuje prawidłowe napięcie wyjściowe i zgodność fazową z siecią energetyczną. Wszelkie problemy związane z napięciem po stronie sieci mogą spowodować wyłączenie falownika. W takim przypadku należy skontaktować się z serwisem w celu przeprowadzenia naprawy.

Miernik cęgowy Fluke 393 FC zawieszony obok otwartego panelu falownika, podczas gdy technik noszący środki ochrony indywidualnej, w tym rękawice i osłonę twarzy, wykorzystuje przewody pomiarowe do przeprowadzenia pomiaru.

Miernik cęgowy Fluke 393 FC CAT III 1500 V doskonale przydaje się przy pomiarach zasilania DC, napięcia AC/DC i natężenia prądu oraz przy wyszukiwaniu i usuwaniu awarii falowników.

4. Wyszukiwanie i usuwanie awarii skrzynek łączeniowych

W przypadku wyszukiwania i usuwania awarii skrzynek łączeniowych pomiary natężenia prądu i obliczenia odgrywają kluczową rolę przy ustalaniu, czy macierze PV działają prawidłowo. Pomiar natężenia prądu w poszczególnych macierzach lub zsumowanie tych pomiarów może pomóc w określeniu, czy doszło do usterki ogniwa.

Cieńsza szczęka miernika cęgowego Fluke 393 FC pozwala na umieszczenie w szczęce kilku przewodów, umożliwiając wykonanie sumarycznych pomiarów prądu, nawet w niewielkich i ciasnych przestrzeniach, takich jakie można znaleźć przy falownikach lub skrzynkach łączeniowych.