Nonostante le caratteristiche tecniche avanzate, nessun sistema è a prova di guasto. È qui che entra in gioco la messa in servizio, stabilendo un riferimento di prestazioni per l'accettazione da parte del cliente e la manutenzione successiva. La messa in servizio è importante non solo per le prestazioni dell'impianto fotovoltaico (FV), ma anche per la durata delle apparecchiature, la sicurezza, il ROI e le garanzie.
Fase 1: Progettazione e produzione degli impianti fotovoltaici
Per valutare la produzione prevista in un sito, è necessario determinare l'esposizione solare, tenendo conto delle ombre che potrebbero verificarsi sui pannelli. L'esposizione solare è misurata nelle ore di picco solare, e corrisponde al numero di ore al giorno con cui l'installazione genera 1.000 watt per metro quadro di pannelli solari. Ad esempio, in molte parti della California l'esposizione solare è eccellente: 6.000 watt per metro quadro o 6 ore di picco solare. Utilizza il misuratore di irradiamento solare Fluke IRR-1 per determinare l'irradiamento solare effettivo (watt/m2) e le ombre sul sito per determinare un valore di riferimento.
Supponiamo di avere un pannello fotovoltaico da 10 kW. È possibile calcolare la produzione annuale prevista moltiplicando il pannello da 10 kW x 6 ore di picco solare x 365 giorni all'anno x 0,85 (riduzione del 15% a causa di perdite di potenza nel cablaggio e nell'inverter). Questo pannello dovrebbe produrre 18.615 kWh di energia all'anno o 51 kWh al giorno.
Fase 2: Misurazione delle prestazioni FV
Una volta installato il pannello, assicurati che funzioni come previsto misurandone le caratteristiche elettriche e l'effettiva uscita di potenza del pannello.
Le prestazioni di un sistema fotovoltaico si basano sulla sua curva tensione-corrente (IV). Non solo un inverter converte la corrente CC in CA, ma ottimizza la potenza in uscita catturando la corrente e la tensione, poiché la potenza è data da tensione x corrente, in cui la stringa produce la massima potenza. La corrente di cortocircuito (Isc) è la corrente massima da una cella e non viene prodotta potenza perché non vi è alcuna differenza di tensione: i fili positivo e negativo sono a contatto. La tensione del circuito aperto (Voc) è la tensione massima da una cella: non viene prodotta potenza perché il circuito è aperto. Il punto in cui il modulo produce la massima potenza è detto punto di potenza massima (mpp).
Per sapere se un pannello funziona come previsto, è necessario conoscere il Voc e l'Isc, elencati nella scheda tecnica del modulo. Misurare il Voc e l'Isc prima e dopo l'installazione.
Il valore Voc viene misurato utilizzando il multimetro a pinza Fluke 393 FC CAT III per determinare la tensione tra i terminali positivo e negativo. Lo strumento 393 FC è classificato CAT III 1500 V / CAT IV 600 V, il che lo rende sicuro e affidabile per effettuare misurazioni in ambienti CAT III come gli impianti solari. Utilizza il termometro a infrarossi Fluke 64 MAX per determinare la temperatura del modulo per tenere conto dell'effetto della temperatura sul valore Voc (minore è la temperatura, maggiore è la tensione e viceversa). Lo strumento 393 FC fornisce un'avvertenza di polarità audio durante i test Voc. Se viene rilevata una polarità invertita, significa che la scatola di giunzione o gli altri circuiti sono collegati involontariamente in serie. Ciò implica delle tensioni superiori alla tensione in ingresso massima dell'inverter.
Per i test Isc, scollega tutti i circuiti in parallelo e cortocircuita in modo sicuro il circuito. Misura la corrente tra i terminali positivo e negativo mediante un multimetro. Imposta la manopola su una corrente superiore al previsto. Registra i valori di Isc e Voc sull'app Fluke Connect™ e salvali per l'analisi dei trend e la creazione di report
Controlla la resistenza d'isolamento dei conduttori, i collegamenti tra i moduli e tra i moduli e rack e la resistenza a massa. Utilizza la pinza per le misure di terra Fluke 1630-2 FC per misurare la resistenza di terra e garantire una resistenza inferiore a 25 ohm.
Fase 3: Diagnosi delle variazioni
Anche se installato correttamente, un sistema fotovoltaico potrebbe non raggiungere la produzione elettrica prevista. È molto importante che un modulo abbia le caratteristiche elettriche specificate, perché un inverter ha una corrente di ingresso minima e massima, al di sotto e al di sopra della quale non avrà potenza in uscita.
Scenario 1: La tensione del circuito aperto o la corrente di cortocircuito è superiore o inferiore a quella riportata nella scheda tecnica
In questo caso, la stringa ha uno o più moduli le cui caratteristiche non soddisfano le specifiche. Una tensione del circuito aperto fuori intervallo significa che l'inverter potrebbe non erogare potenza. La corrente di cortocircuito fuori intervallo indica che potrebbe essere presente una mancata corrispondenza del modulo, che può compromettere gravemente le prestazioni del sistema di pannelli poiché la corrente di una stringa è limitata dal modulo con la corrente più bassa. Identifica e sostituisci i moduli.
Scenario 2: La potenza in uscita è bassa
Se la potenza erogata è inferiore al previsto, potrebbe essersi verificato un problema. Mentre è prevista una certa fluttuazione nell'uscita, un risultato costantemente inferiore a quello previsto potrebbe essere un segno di una stringa guasta, di un problema di messa a terra o legato all'ombra.
Un motivo potrebbe essere la presenza di punti caldi, l'accumulo di corrente e calore su una cella in cortocircuito, con conseguente riduzione delle prestazioni e possibile rischio di incendio. Gli strumenti come la termocamera Fluke Ti480 PRO o la termocamera TiS75+ sono in grado di identificare rapidamente i punti caldi.
I guasti di massa sono un altro possibile problema, ma sono più difficili da diagnosticare e richiedono il test della tensione e della corrente di ciascun conduttore e del conduttore di messa a terra dell'apparecchiatura (EGC), che trasporta corrente vagante a massa. La tensione e la corrente sull'EGC indicano un guasto di massa. I guasti di massa possono verificarsi a causa di un isolamento del conduttore danneggiato, di un'installazione non corretta, di fili schiacciati e dell'acqua, che possono creare un collegamento elettrico tra un conduttore e l'EGC. Individua la causa del problema e sostituire i fili danneggiati o migliora le condizioni.
Altri motivi per una bassa potenza potrebbero essere l'ombra e una inclinazione e direzione della bussola (angolo azimutale) insufficienti per la posizione. Utilizza un "pathfinder" solare per trovare nuove fonti di ombra e rimuovile, se possibile. Anche se potrebbe non essere possibile modificare la direzione di inclinazione e bussola del sistema di pannelli per puntare i pannelli più direttamente verso il sole, è necessario conoscere gli angoli di inclinazione e azimut per stabilire un riferimento futuro.
Nei sistemi fotovoltaici su larga scala, la potenza di un sistema solare passa attraverso i trasformatori dopo essere stata invertita per aumentare la tensione, quindi verso i gruppi di comando e i cavi a media tensione, dove la riduzione della resistenza di isolamento è un problema comune. Per i cavi a media e alta tensione, utilizza il tester di isolamento da 10 kV Fluke 1555 FC, in grado di testare fino a 10.000 V.
Per i sistemi con batterie, confronta la tensione e lo stato di carica previsti della batteria con il valore effettivo utilizzando il tester per batterie Fluke serie 500.