Il numero di impianti elettrosolari in tutto il Paese cresce sempre più rapidamente ogni anno, dando luogo a una domanda sempre crescente di tecnici preparati a diagnosticare e risolvere i guasti degli impianti fotovoltaici (PV) in modo efficiente ed efficace.
La ricerca guasti di un impianto fotovoltaico sarà generalmente incentrata su quattro parti del sistema: i pannelli fotovoltaici, il carico, l’inverter e le combiner box.
Il migliore strumento in assoluto da utilizzare per lavorare nella maggior parte delle aree di un impianto elettrosolare è il multimetro a pinza elettrosolare CAT III 1500 V Fluke 393 FC. Si tratta dell'unico multimetro a pinza AC/DC al mondo CAT III 1500 V con grado di protezione IP 54 e caratteristiche quali potenza DC, polarità audio e continuità visiva realizzate appositamente per eseguire test e misurazioni in applicazioni fotovoltaiche elettrosolari.
1. Ricerca guasti nei pannelli fotovoltaici
Controllare innanzitutto l’uscita dell'intero impianto in corrispondenza del contatore o dell'inverter. Prima di iniziare la ricerca guasti, verificare e annotare la tensione di ingresso e il livello di corrent proveniente dall'array. Si riscontrerà probabilmente uno dei due seguenti scenari:
- L'intero impianto fotovoltaico, o una parte di esso, è inoperativo o non eroga potenza; ciò può dipendere da un problema dell'inverter.
- Oppure l’uscita dell’impianto fotovoltaico è inferiore al previsto; ciò può dipendere da un problema di uno degli array o dei moduli.
Tracciare il singolo cablaggio di derivazione a ritroso a partire dal concentratore. Controllare visivamente l'intero impianto per rilevare eventuali danni visibili o disconnessioni accidentali. Una volta individuato il modulo o l'array guasto, controllare tutti i fili, i commutatori, i fusibili e gli interruttori automatici. Sostituire i fusibili bruciati; ripristinare gli interruttori e i commutatori. Verificare l’eventuale presenza di fili spezzati e connessioni allentate o sporche; sostituire e pulire secondo necessità. Prestare attenzione all’eventuale presenza di connessioni allentate tra i moduli. Potrebbero essersi allentate e aver dato luogo a mancanza di contatto.
La combiner box può essere un’ottima sede per la ricerca guasti dell’impianto perché è qui che confluiscono i singoli fili a partire dai moduli. Ciascun modulo può essere dotato di un fusibile che dovrebbe essere controllato con il Fluke 393 FC.
Problemi di cablaggio e collegamenti allentati possono anche fare sì che un modulo produca una tensione troppo bassa. Controllare tutti i collegamenti elettrici. Se l’uscita di un modulo è bassa, può indicare che una singola sezione di celle è difettosa. È possibile controllarle mediante il 393 FC in corrispondenza delle scatole di giunzione finché non si individua la causa del problema.
Il Fluke 393 FC fornisce un avviso di polarità audio durante il test Voc. La rilevazione della polarità invertita, potrebbe indicare che altri circuiti nella combiner box sono collegati involontariamente in serie, con conseguenti tensioni che superano la tensione massima di ingresso dell'inverter.
Qualsiasi traccia di sporco o ombra sui moduli stessi può causare una riduzione dell’uscita. Sebbene i moduli siano solitamente progettati per essere esenti da manutenzione per diversi anni, potrebbe essere necessario pulirli. Il polline e la polvere possono rappresentare un problema significativo in alcune aree del Paese.
2. Ricerca guasti nei carichi fotovoltaici
L’impianto fotovoltaico viene utilizzato per alimentare i carichi elettrici degli edifici; eventuali problemi con i carichi si ripercuotono anche sull’impianto. Il primo passo consiste nel controllare i commutatori di carico, i fusibili e gli interruttori con il Fluke 393 FC per vedere se è presente la tensione corretta in corrispondenza del collegamento del carico. Quindi, utilizzare li multimetro 393 FC per controllare i fusibili e gli interruttori automatici. Se si rilevano fusibili bruciati o interruttori scattati, individuare la causa e riparare o sostituire il componente difettoso. Se il carico è un motore, potrebbe essere scattato un interruttore termico interno o potrebbe esservi un avvolgimento interrotto nel motore. A titolo di prova, inserire un altro carico e vedere se funziona correttamente.
Come per qualsiasi impianto elettrico, verificare l’eventuale presenza di fili spezzati e connessioni allentate. Pulire tutte le connessioni sporche e sostituire tutto il cablaggio difettoso. Ad alimentazione disinserita, controllare se sono presenti e riparare eventuali guasti a terra. Se i fusibili si bruciano o gli interruttori scattano nuovamente, è presente un cortocircuito che occorre individuare e riparare.
Se il carico continua a non funzionare correttamente, utilizzare il Fluke 393 FC per controllare la tensione del sistema in corrispondenza del collegamento del carico. Il filo potrebbe essere di sezione insufficiente e potrebbe essere necessario un filo di sezione maggiore. È anche possibile che i fili che giungono ai carichi siano troppo lunghi. Ciò si manifesta con una tensione bassa in corripondenza del carico. In tal caso è possibile ridurre il carico sul circuito o utilizzare un filo di sezione maggiore.
3. Ricerca guasti negli inverter fotovoltaici
Probabilmente lavori quotidianamente con azionamenti a velocità variabile, quindi sei abituato a controllare la potenza AC e DC. Anche in un impianto fotovoltaico, l'inverter può guastarsi e causare problemi. L'inverter converte la corrente continua dell’impianto fotovoltaico in corrente alternata per l'uso negli edifici.
Se l'inverter non produce l’uscita prevista, innazitutto verificare e annotare la tensione di ingresso e il livello di corrente DC di esercizio dell'inverter. Sul lato AC, utilizzare il Fluke 393 FC per controllare la tensione di uscita e i livelli di corrente dell'inverter. Molti di questi impianti sono dotati di un display che indica le prestazioni attuali dell'inverter e dell’impianto. Poiché il 393 FC produce una lettura della misura TRMS, è possibile utilizzare la tensione e la corrente per misurare e annotare l’uscita in kilowatt (kW). Se possibile, utilizzare il display dell'inverter per visualizzare il numero totale di kilowattora (kWh) attuale. Annotare quindi questo valore e confrontarlo con quello annotato durante l'ultima ispezione. Sul lato DC, utilizzare il 393 FC per controllare la potenza DC e salvare la misura nell'app Fluke Connect™ sul telefono.
Se l'inverter non produce la giusta quantità di potenza, potrebbero esserci diversi problemi, tutti facilmente controllabili con il Fluke 393 FC:
- Fusibile bruciato
- Interruttore scattato
- Cavi spezzati
Utilizzare il 393 FC per misurare l’uscita lato AC dell'inverter; il carico sull'inverter potrebbe avere un fabbisogno di corrente troppo elevato. Con il doppio display che visualizza la tensione e la frequenza AC, è possibile determinare se l'uscita AC dell'inverter funziona correttamente.
L'inverter può essere collegato all’utenza locale. L’erogazione di corrente AC dell'inverter varia al variare del livello dell’irraggiamento solare sull'array. L'inverter mantiene la tensione e la fase di uscita corrette per l’utenza. Eventuali problemi di tensione da parte dell'utenza possono provocare l’arresto dell’inverter. In tal caso, contattare il fornitore dell’utenza per le opportune riparazioni.
4. Ricerca guasti nelle combiner box
Durante la ricerca guasti nelle combiner box, le misurazioni e i calcoli dell’amperaggio sono fondamentali per stabilire se gli array fotovoltaici funzionano correttamente. La misurazione della corrente sui singoli array o la combinazione delle misurazioni di corrente aiutano a determinare l’eventuale malfunzionamento di una cella.
Il design più sottile della ganascia del multimetro a pinza Fluke 393 FC consente la presenza di diversi conduttori nella ganascia per misurazioni di corrente combinate anche in spazi ristretti o stipati, come l’inverter o le combiner box.