Loistavasta suunnittelusta huolimatta mikään järjestelmä ei ole täysin toimintavarma. Käyttöönottovaiheella on järjestelmän myöhemmän toiminnan kannalta suuri merkitys, sillä siinä määritetään asiakkaan hyväksymä perustason suorituskyky ja suunnitellaan myöhempi huoltotarve. Käyttöönottovaihe on tärkeä aurinkosähköjärjestelmän suorituskyvyn lisäksi myös laitteiston käyttöiän, turvallisuuden, sijoitetun pääoman tuoton ja takuiden turvaamisen kannalta.
1. vaihe: Aurinkosähköjärjestelmän suunnittelu ja tuotanto
Jotta voit saavuttaa odotetun tuotantokapasiteetin kohteessasi, määritä ensin aurinkoenergian määrä ja ota huomioon mahdollinen paneeleihin osuva varjostus. Aurinkoenergia mitataan aurinkosäteilyn huipputunteina. Se tarkoittaa päivän sellaisten tuntien määrää, jolloin järjestelmä tuottaa 1 000 W yhtä neliömetriä kohti. Esimerkiksi monissa paikoin Kaliforniaa aurinkoenergian määrä on suuri: 6 000 wattia neliömetriä kohti tai 6 aurinkosäteilyn huipputuntia. Fluke IRR-1 -aurinkosäteilymittarin avulla voit määrittää kohteen todellisen aurinkosäteilyn (W/m²) ja varjostuksen määrän perustason laskemiseksi.
Oletetaan, että sinulla on 10 kW:n aurinkosähköjärjestelmä. Voit laskea odotetun vuosituotannon seuraavalla kertolaskulla: 10 kW:n aurinkokennosto x 6 aurinkosäteilyn huipputuntia x 365 päivää vuodessa x 0,85 (15%:n vähennys johtojen ja taajuusmuuttajan tehohäviöiden vuoksi). Tämän järjestelmän pitäisi tuottaa 18 615 kWh energiaa vuodessa eli 51 kWh päivässä.
2. vaihe: PV-laitteiston suorituskyvyn mittaaminen
Kun järjestelmä on asennettu, varmista, että se toimii suunnitellulla tavalla mittaamalla sen sähköiset ominaisuudet ja kennoston todellinen lähtöteho.
Aurinkosähköjärjestelmän suorituskyky perustuu sen virta-jännitekäyrään (IV). Taajuusmuuttaja ei ainoastaan muunna DC:stä AC:ksi, se myös maksimoi lähtötehonsa perustuen jännitteeseen ja virtaan – koska teho on jännite kertaa virta. Oikosulkuvirta (Isc) on kennon enimmäisvirta, eikä tehoa synny, koska jännite-eroa ei ole: positiiviset ja negatiiviset johdot koskettavat toisiaan. Avoimen piirin jännite (Voc) on kennon enimmäisjännite: tehoa ei synny, koska piiri on avoin. Hetkeä, jossa moduuli tuottaa eniten tehoa, kutsutaan maksimitehopisteeksi (mpp).
Jotta tiedät, toimiiko järjestelmä suunnitellusti, sinun on tunnettava avoimen piirin jännite (Voc) ja oikosulkuvirta (Isc), jotka on lueteltu moduulin teknisissä tiedoissa. Mittaa Voc ja Isc ennen asennusta ja sen jälkeen.
Voc mitataan käyttämällä Fluke 393 FC CAT III -pihtimittaria jännitteen määrittämiseen plus- ja miinusnapojen välillä. 393 FC on CAT III 1500 V / CAT IV 600V -luokiteltu mittari, joten se on turvallinen ja luotettava valinta aurinkosähköjärjestelmissä ja muissa CAT III -ympäristöissä tehtäviin mittauksiin. Määritä moduulin lämpötila Fluke 64 MAX -infrapunalämpömittarilla, jotta voit ottaa huomioon lämpötilan vaikutuksen avoimen piirin jännitteeseen Voc (mitä alhaisempi lämpötila, sitä korkeampi jännite ja päin vastoin). 393 FC tuottaa napaisuudesta varoittavan äänimerkin, kun mitattavana on avoimen piirin jännite Voc. Jos napaisuus on käänteinen, liitäntärasia tai muut piirit voivat olla tahattomasti kytkettyinä sarjaan, mikä voi johtaa taajuusmuuttajan enimmäissyöttöjännitettä suurempiin jännitteisiin.
Testaa oikosulkuvirta Isc kytkemällä irti kaikki rinnan kytketyt piirit ja luomalla piiriin turvallisesti oikosulku. Mittaa virta yleismittarilla plus- ja miinusnapojen väliltä. Aseta kiertokytkin odotettua suuremmalle virralle. Tallenna Isc- ja Voc-arvot Fluke Connect™ -sovellukseen trendipiirtoa ja raportointia varten
Tarkista johtimien eristysresistanssi, moduulien väliset liitännät sekä moduulien ja telineiden väliset kytkennät sekä resistanssi maadoitukseen. Mittaa maadoitusresistanssi Fluke 1630-2 FC -maadoitusvastuspihdin avulla ja varmista, että resistanssi on alle 25 ohmia.
3. vaihe: Poikkeamien diagnosointi
Vaikka aurinkosähköjärjestelmä olisi asennettu oikein, se ei välttämättä tuota odotettua sähkötehoa. On erittäin tärkeää, että moduuli täyttää määritetyt sähköiset ominaisuudet, koska taajuusmuuttajalla on vähimmäis- ja enimmäistulovirta, jonka alittuessa/ylittyessä se ei tuota tehoa.
Tapaus 1: Avoimen piirin jännite tai oikosulkuvirta on suurempi tai pienempi kuin teknisissä tiedoissa
Tässä tapauksessa aurinkopaneeliketjussa on yksi tai useampi moduuli, joiden ominaisuudet eivät vastaa määrityksiä. Asteikon ylittävä avoimen piirin jännite tarkoittaa, että taajuusmuuttaja ei ehkä tuota tehoa. Asteikon ylittävä oikosulkuvirta ilmaisee, että moduuli ei ehkä ole vaatimusten mukainen, mikä voi heikentää järjestelmän suorituskykyä huomattavasti, koska pienivirtaisin moduuli rajoittaa ketjun virtaa. Tunnista ja vaihda moduulit.
Tapaus 2: Lähtöteho on alhainen
Jos havaitset, että lähtöteho on odotettua pienempi, järjestelmässä voi olla ongelma. Vaikka jonkinlaista tehon vaihtelua on odotettavissa, ennustettua pienempi arvo voi olla merkki viallisesta aurinkopaneeliketjusta, maasulusta tai varjostuksesta.
Yksi syy voi olla kuumat kohdat eli virran ja lämmön kertyminen oikosulussa olevaan kennoon, mikä voi johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen ja mahdolliseen tulipaloon. Lämpökamerat, kuten Fluke Ti480 PRO tai TiS75+, tunnistavat kuumat kohdat nopeasti.
Maasulut ovat toinen mahdollinen vika, mutta niitä on vaikeampi diagnosoida, ja ne edellyttävät jokaisen johtimen sekä maahan hajavirtaa johtavien laitteiden maadoitusjohtimen jännitteen ja virran testaamista. Maadoitusjohtimen jännite ja virta viittaavat maadoitusvikaan. Maasulkuja voi ilmetä, jos johdineriste on vaurioitunut, asennus on virheellinen, johdot ovat puristuksissa tai järjestelmään on päässyt vettä, joka voi aiheuttaa sähköyhteyden johtimen ja maadoitusjohtimen välille. Etsi ongelman aiheuttaja ja vaihda vaurioituneet johdot tai paranna olosuhteita.
Muita syitä alhaiseen tehoon voivat olla varjostus sekä huono kallistus- ja kompassisuunta (suuntakulma). Paikanna mahdolliset uudet varjostuksen aiheuttajat aurinkoenergiamittarin avulla ja poista ne, jos mahdollista. Vaikka järjestelmän kallistus- ja kompassisuuntaa ei ehkä voi muuttaa siten, että paneelit osoittavat paremmin aurinkoa kohti, sinun on tiedettävä kallistus- ja suuntakulmat, jotta voit määrittää perustason tulevaa käyttöä varten.
Suurissa aurinkosähköjärjestelmissä teho kulkee muuntajien läpi, kun se on ensin käännetty jännitteen suurentamiseksi, sitten kojeistoihin ja keskijännitekaapeleihin, joissa eristysresistanssin heikentyminen on yleinen ongelma. Käytä keski- ja suurjännitekaapeleille Fluke 1555 FC 10 kV -eristysvastusmittaria, jolla voi testata jopa 10 000 voltin jännitteen.
Jos järjestelmään kuuluu akut, vertaa akun odotettua jännitettä ja varaustilan arvoa todelliseen lukemaan Fluke 500 -sarjan akkuanalysaattorilla.