Werkzeuge und Techniken, um Solarprojekte auf Höchstleistung zu halten

Von Will White, Anwendungsspezialist bei Fluke | 10. Mai 2023

Während die Welt darum kämpft, ehrgeizige Dekarbonisierungsziele zu erreichen, bahnen sich saubere Energieprojekte rasch den Weg und gehen in Betrieb. Die Planung, Genehmigung und Errichtung von Projekten ist für Eigentümer von Solar-PV-Anlagen erst der Anfang. Die Inspektion und Wartung von Solarsystemen ist von entscheidender Bedeutung und erfordert kontinuierliche Anstrengungen, damit sie weiterhin ihre beste Leistung erbringen und gleichzeitig Langlebigkeit, Sicherheit und Kapitalrendite gewährleisten. Hier sind einige häufige Probleme, auf die Techniker achten sollten, und die Tools, mit denen sie Leistungsdefizite erkennen können.

Die Durchführung einer gründlichen visuellen Überprüfung der PV-Anlage ist die Grundlage jeder Inspektion. Durch diesen ersten Schritt können Sie schnell Bereiche des Systems identifizieren, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern, insbesondere bei Angelegenheiten, die die Systemsicherheit beeinträchtigen. Beispielsweise können Anzeichen gefährlicher Lichtbogenfehler erkannt werden, indem nach verschlissenen oder losen Verbindungen, Korrosion oder Lücken in der Isolierung gesucht wird. Dieser erste Scan kann auch Systemkomponenten identifizieren, die von einer weiteren Untersuchung mit den entsprechenden Tools profitieren würden.

Während der Lebensdauer einer leistungsstarken Solaranlage werden Solarunternehmen mit vielen unvorhergesehenen Systemfehlern konfrontiert. Für diese Szenarien ist ein vielseitiger Werkzeugsatz erforderlich, der digitale Multimeter, Zangenmessgeräte, Isolationswiderstandsmessgeräte und Strahlungsmessgeräte umfasst. Mit diesen Tools können Komponenten im gesamten System getestet werden, um die Leistung vollständig zu analysieren und Probleme zu lokalisieren, z. B. die Prüfung der Wechselrichtereffizienz, der AC/DC-Spannungs- und Strompegel sowie des Sicherungsdurchgangs.

Ein häufiges Problem, das schwer zu diagnostizieren sein kann, sind Erdschlüsse, da sie verschiedene Ursachen haben können, darunter beschädigte Leiterisolierung, unsachgemäße Installation, eingeklemmte Drähte und Wasserschäden. Isolationswiderstandsüberwachung und Fehlerstromdetektoren (RCDs) können verwendet werden, um Gleichstrom-Erdschlüsse zu erkennen und dabei zu helfen, nachfolgende Lichtbogenfehler zu verhindern, die zu unter Spannung stehenden Metallkomponenten und einem erhöhten Brandrisiko führen können. Es wird empfohlen, häufige Erdungstests mit Isolationswiderstandsmessgeräten durchzuführen oder RCDs auf Array-Leitern anzubringen, um ungewöhnliche Ströme zu messen.

Der Ursprung vieler PV-Systemfehler kann auch durch die Aufnahme von Wärmebildern kritischer PV-Systemkomponenten diagnostiziert werden. Wärmebildkameras sind für die Festlegung von Temperatur-Benchmarks auf der gesamten Baustelle unverzichtbar und ermöglichen es dem Auftragnehmer, Temperaturanomalien zu erkennen, die bei Wartungsarbeiten auftreten.

Ein überdurchschnittlich hoher Temperaturwert im internen System kann darauf hindeuten, dass die Komponente unter einer ineffizienten Verkabelung oder einer beeinträchtigten Übertragungsverbindung leidet, was auf hochohmige Verbindungen hindeutet. Der Umgang mit Hochtemperaturmesswerten sollte Priorität haben, um die Gefahr eines Brandes und zusätzlicher Schäden an anderen Systemkomponenten zu verhindern. Hohe Temperaturen können auch auf ein leistungsschwaches PV-Modul oder einen PV-String hinweisen. Alternativ können Bereiche, in denen die Temperatur im Vergleich zum Ausgangswert niedriger ist, auf eine unterbrochene Verbindung oder eine durchgebrannte Sicherung hinweisen.

Solarunternehmen können Strom-Spannungs-Kurvenschreiber (IV) verwenden, um Systemfehler aufzudecken. Dies stellt eine effiziente Alternative zum kombinierten Einsatz eines Digitalmultimeters, einer Strommesszange und eines Einstrahlungsmessgeräts dar. Beim IV-Kurventest werden Punkte zwischen Leerlaufspannung und Kurzschlussstrom gemessen und eine visuelle Kurve angezeigt, die die PV-Leistungsabgabe darstellt. Die angezeigte IV-Kurve hilft Auftragnehmern bei der Identifizierung von Problemen im Zusammenhang mit Bypass-Dioden, reduziertem Strom oder reduzierter Spannung, Serienwiderstand und niedrigem Shunt-Widerstand.

Das Testen der IV-Kurve hilft auch bei der Beurteilung des finanziellen Nutzens bestimmter Verfahren. Beispielsweise sind viele PV-Anlagen in trockenen, staubigen Gebieten mit dem Problem des Verschmutzungsverlusts konfrontiert, da Staub und Schmutz auf den Modulen die Fähigkeit des Sonnenlichts verringern, effektiv in Energie umgewandelt zu werden. IV-Kurventests können diesen Verlust quantifizieren, indem sie die Messungen einer Reihe verschmutzter Module mit einer erwarteten Basislinie vergleichen. Die ausgewählte Reihe verschmutzter PV-Module wird getestet, dann gewaschen und erneut getestet, um die Ergebnisse des ersten Tests zu vergleichen. Die Ergebnisse jedes Tests können verwendet werden, um die Auswirkungen der Verschmutzung zu messen und zu beurteilen, ob sich die Reinigung des Arrays lohnt.

Inspektion und Wartung können mühsam sein und erfordern den Einsatz verschiedener Spezialwerkzeuge, um sich an unvorhersehbare Situationen anzupassen. Die Investition in Multifunktionswerkzeuge und Tester mit integrierter Berichtssoftware kann den Werkzeuggürtel und Rucksack eines Technikers entlasten. Hochwertige Werkzeuge helfen Auftragnehmern, Systemleistungsprobleme schnell zu diagnostizieren und zu beheben, wodurch der Zeitaufwand vor Ort reduziert und kostspielige Reparaturen vermieden werden. Die besten Werkzeuge sind nicht nur präzise, ​​sondern auch sicher, langlebig und einfach zu bedienen.