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Resolução de problemas em sistemas fotovoltaicos: Três problemas típicos

Energia renovável, Gestão de energia, Resolução de problemas

O número de instalações solares por todo o país cresce mais rapidamente a cada ano, criando uma procura cada vez mais elevada de técnicos capazes de resolver problemas de sistemas fotovoltaicos (PV) de forma eficiente.

Um técnico que se encontre entre filas de painéis solares a efetuar leituras na parte traseira de um painel com uma Fluke 393 FC.

A resolução de problemas é uma parte essencial das competências dos técnicos profissionais de energia solar. Nesta fase, o técnico efetua leituras na parte de trás de um painel PV com uma Fluke 393 FC.

No geral, a resolução de problemas de um sistema PV concentra-se em quatro partes do sistema: os painéis PV, a carga, o inversor e os quadros "combiner box".

A melhor ferramenta para trabalhar na maioria das áreas de uma instalação solar é a pinça amperimétrica Fluke 393 FC com classificação CAT III 1500 V. Esta é a única pinça amperimétrica AC/DC com classificação CAT III 1500 V e IP 54 do mundo com funcionalidades como potência DC, polaridade de som e Visual Continuity, concebidas especificamente para testes e medições em aplicações solares PV.

A Fluke 393 FC com cabos de teste, sonda de corrente flexível iFlex, suporte magnético e mala de transporte

Pinça amperimétrica Fluke 393 FC True-RMS com sonda de corrente flexível iFlex™ e classificação CAT III 1500 V

1. Resolução de problemas de painéis PV

Em primeiro lugar, verifique o rendimento de todo o sistema no sistema de medição ou no inversor. Antes de iniciar a resolução de problemas, verifique e registe a tensão de entrada e o nível de corrente do inversor a partir do painel. Em princípio, irá deparar-se com um dos dois cenários seguintes:

  • O sistema PV, ou parte dele, está desligado ou não produz energia; isto pode estar relacionado com um problema no inversor.
  • Ou a geração do sistema PV é inferior à esperada; isto pode estar relacionado com um problema num dos painéis ou módulos.

Localize a cablagem derivada individual no sentido oposto, a partir do concentrador. Verifique visualmente todos os fusíveis do sistema; reinicie os disjuntores e interrutores. Verifique a existência de cabos partidos e ligações soltas ou sujas; substitua e limpe, conforme necessário. Preste atenção a possíveis ligações soltas entre os módulos. Estas podem ter ficado soltas e causado falta de contacto.

O quadro "combiner box" pode ser um ótimo local para a resolução de problemas do sistema, uma vez que lá regressam os cabos individuais dos módulos. Cada módulo pode ter um fusível que deve verificar com a sua Fluke 393 FC.

Problemas de cablagem e ligações soltas podem também ser a causa da produção de tensão muito baixa pelo módulo. Verifique todas as ligações da cablagem. O rendimento baixo de um módulo pode significar que uma secção individual de células apresenta um defeito. Estes podem ser rastreados utilizando a 393 FC nas caixas de derivação até que a causa seja detetada.

A Fluke 393 FC emite um aviso de polaridade de som quando testa a VOC. Se verificar que a polaridade está invertida, pode significar que outros circuitos no quadro "combiner box" estão ligados inadvertidamente em série, resultando em tensões superiores à tensão máxima de entrada do inversor.  

Qualquer sujidade ou alteração nos próprios módulos pode causar uma redução do rendimento. Embora os módulos sejam normalmente concebidos para que não seja necessária manutenção durante anos, pode ser necessário limpá-los. O pólen e a poeira podem representar um problema significativo em algumas áreas do país.

2. Resolução de problemas de cargas PV

O sistema PV é utilizado para operar cargas elétricas de prédios; qualquer problema com as cargas afeta também o sistema. O primeiro passo é verificar os interrutores, fusíveis e disjuntores de carga com a Fluke 393 FC para confirmar se existe tensão adequada na ligação da carga. Em seguida, utilize a 393 FC para verificar os fusíveis e disjuntores. Se encontrar fusíveis queimados ou disjuntores disparados, localize a causa e repare ou substitua o componente avariado. Se a carga for um motor, um disjuntor térmico interno pode ter disparado ou pode haver um enrolamento aberto no motor. Para efeitos de teste, ligue outra carga e verifique se funciona corretamente.

Tal como em qualquer sistema elétrico, verifique a existência de cabos partidos e quaisquer ligações soltas. Limpe todas as ligações sujas e substitua a cablagem com defeito. Com a alimentação desligada, verifique e repare quaisquer falhas de ligação à terra. Se algum fusível ou disjuntor queimar ou disparar novamente, existe um curto-circuito que necessita de ser localizado e reparado.

Se a carga ainda não funcionar corretamente, utilize a Fluke 393 FC para verificar a tensão do sistema na ligação da carga. O tamanho do cabo pode ser demasiado pequeno, necessitando de um aumento. Além disso, é possível que os cabos para as cargas sejam muito longos. Isto irá indicar uma tensão baixa na carga. Neste caso, pode reduzir a carga no circuito ou utilizar um cabo maior.

3. Resolução de problemas de inversores PV

É provável que trabalhe com variadores de velocidade diariamente e, por isso, está habituado a verificar a potência AC e DC. O inversor num sistema PV também pode falhar e causar problemas. O inversor converte potência DC do sistema PV em potência AC para utilização em edifícios.

Se o inversor não estiver a gerar a potência correta, em primeiro lugar, verifique e registe a tensão de entrada DC, e o nível de corrente de funcionamento do inversor. No lado AC, utilize a Fluke 393 FC para verificar a tensão de saída e os níveis de corrente do inversor. Muitos destes sistemas incluem um display que indica o desempenho atual do inversor e do sistema. Uma vez que a 393 FC produz uma leitura True-RMS, pode utilizar a tensão e a corrente para medir e registar a potência em kilowatts (kW). Se possível, utilize o display do inversor para apresentar o total de kilowatts-hora (kWh) atual. De seguida, registe este valor e compare-o com o valor registado durante a última inspeção. No lado de DC, pode utilizar a 393 FC para verificar a potência DC e guardar a leitura na aplicação Fluke Connect™ do seu telemóvel.

Se o inversor não produzir a quantidade certa de potência, podem ocorrer vários problemas — os quais pode verificar facilmente com a Fluke 393 FC:

  • Fusível queimado
  • Disjuntor disparado
  • Cabos partidos

Utilize a 393 FC para medir a potência do lado de AC do inversor; a necessidade de corrente da carga no inversor pode ser demasiado elevada. Com o display duplo de apresentação da tensão e frequência AC, pode determinar se a saída de AC do inversor está a funcionar corretamente.

O inversor pode estar ligado à rede pública local. A saída de corrente AC do inversor flutua consoante o nível de luz solar no painel. O inversor mantém a tensão de saída e a fase corretas para a rede pública. Qualquer problema de tensão da rede pública pode resultar na paragem do inversor. Neste caso, contacte a rede pública para reparações.

Uma pinça amperimétrica Fluke 393 FC fica suspensa junto a um painel de inversor aberto, enquanto um técnico com equipamento de proteção pessoal, incluindo luvas e proteção para o rosto, utiliza os seus cabos de teste para efetuar uma medição.

A pinça amperimétrica Fluke 393 FC com classificação CAT III 1500 V é útil para medir a potência DC, a tensão e a corrente AC/DC, e para a resolução de problemas de inversores.

4. Resolução de problemas de quadros "combiner box"

Na resolução de problemas de quadros "combiner box", as medições e cálculos de amperagem são essenciais para determinar se os painéis PV funcionam corretamente. A medição de corrente em painéis individuais ou a combinação de medições de corrente ajudam a determinar se uma célula tem uma avaria.

O design de garra mais fina da pinça amperimétrica Fluke 393 FC permite-lhe juntar vários condutores na garra para medições de corrente combinadas, mesmo em espaços apertados ou cheios, como inversores ou quadros "combiner box".