แม้จะได้รับการออกแบบมาเป็นอย่างดี แต่ไม่มีระบบใดที่จะป้องกันความผิดพลาดได้สมบูรณ์แบบ ถึงจำเป็นต้องมีการทดสอบ เพื่อหาค่าฐานของประสิทธิภาพ เพื่อการยอมรับของลูกค้า และในการบำรุงรักษาภายหลัง การทดสอบนั้นไม่เพียงแต่จะสำคัญสำหรับประสิทธิภาพของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานของอุปกรณ์, ความปลอดภัย, ROI และการรับประกัน
ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบและการผลิตระบบเซลล์แสงอาทิตย์
ในการหากำลังการผลิตที่คาดหวังที่ไซต์ของคุณ ให้วัดแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ รวมถึงเงาที่อาจเกิดบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จะวัดแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเวลาที่แดดจัดที่สุด ซึ่งคือจำนวนชั่วโมงที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ของคุณสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 1,000 วัตต์ต่อตารางเมตรต่อวัน ตัวอย่าง เช่น หลายแห่งในแคลิฟอร์เนียนั้นเป็นแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดีเยี่ยม: 6,000 วัตต์ต่อตารางเมตร หรือ 6 ชั่วโมงที่แดดจัดที่สุด ใช้มิเตอร์วัดรังสีแสงอาทิตย์ Fluke IRR-1 เพื่อหารังสีแสงอาทิตย์ที่แท้จริง (วัตต์/ตารางเมตร2) และการบังแสงอาทิตย์ที่ไซต์งานของคุณ เพื่อสร้างค่าฐาน
สมมุติว่าคุณมีแผงพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 10 kW PV คุณสามารถคำนวณผลผลิตรายปีที่คาดด้วยการคูณแผงพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 10-kW x 6 ชั่วโมงที่แดดจัดที่สุด x 365 วันต่อปี x 0.85 (ลดลง 15% เนื่องจากการสูญเสียพลังงานในสายไฟและอินเวอร์เตอร์) แผงพลังงานแสงอาทิตย์นี้จะสามารถผลิตพลังงานได้ 18,615 kWh ต่อปี หรือ 51 kWh ต่อวัน
ขั้นตอนที่ 2: การวัดประสิทธิภาพระบบเซลล์แสงอาทิตย์
เมื่อติดตั้งระบบของคุณแล้ว ตรวจดูว่าทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้โดยการวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าและพลังงานขาออกที่แท้จริงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์
ประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์นั้นขึ้นอยู่กับโค้งกระแส-แรงดัน (IV) ไม่เพียงอินเวอร์เตอร์จะแปลง DC เป็น AC เท่านั้น แต่ยังเพิ่มเอาต์พุตพลังงานด้วยการจับกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานนั้นเท่ากับแรงดันไฟฟ้า x กระแสไฟฟ้า ที่สตริงสร้างพลังงานสูงที่สุด กระแสไฟฟ้าเมื่อมีการลัดวงจร (Isc) คือกระแสไฟฟ้าสูงสุดจากเซลล์ และจะไม่มีการผลิตพลังงานเพราะไม่มีความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า: สายบวกและลบมีการสัมผัสกัน แรงดันไฟฟ้าเมื่อวงจรเปิด (Voc) คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดจากเซลล์: จะไม่มีการผลิตพลังงานเพราะว่าวงจรเปิด จุดที่โมดูลสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากที่สุดนั้นเรียกว่าจุดพลังงานสูงสุด (mpp)
หากต้องการทราบว่าแผงพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้หรือไม่ คุณจำเป็นต้องทราบ Voc และ Isc ซึ่งแสดงอยู่ในแผ่นข้อมูลโมดูล วัด Voc และ Isc ก่อนและหลังการติดตั้ง
จะทำการวัด Voc โดยใช้แคลมป์มิเตอร์ Fluke 393 FC CAT III เพื่อหาแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ 393 FC นั้นมีระดับ CAT III 1500 V / CAT IV 600V ทำให้สามารถวัดในสภาพแวดล้อม CAT III เช่นในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างปลอดภัยและน่าเชื่อถือ ใช้เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด Fluke 64 MAX เพื่อวัดอุณหภูมิของโมดูล เพื่อหาผลกระทบของอุณหภูมิต่อ Voc (อุณหภูมิยิ่งต่ำ แรงดันไฟฟ้ายิ่งสูง และในทางกลับกัน) 393 FC จะทำการเตือนขั้วเสียงขณะทดสอบ Voc ถ้ากลับขั้ว กล่องรวมสายหรือวงจรอื่นๆ อาจถูกเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินอินพุตสูงสุดของอินเวอร์เตอร์
ในการทดสอบ Isc ให้ตัดการเชื่อมต่อวงจรขนานทั้งหมด และทำการลัดวงจรอย่างปลอดภัย วัดกระแสไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบด้วยมัลติมิเตอร์ หมุนแป้นไปที่กระแสไฟฟ้าสูงกว่าที่คาด บันทึกค่าของ Isc และ Voc ในแอป Fluke Connect™ และบันทึกไว้เพื่อตรวจสอบแนวโน้มและรายงาน
ตรวจสอบความต้านทานฉนวนของตัวนำของคุณ การเชื่อมต่อระหว่างโมดูล และระหว่างโมดูลและแร็ค และความต้านทานต่อสายดิน ใช้แคลมป์สำหรับกราวด์ Fluke 1630-2 FC เพื่อวัดความต้านทานลงกราวด์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความต้านทานน้อยกว่า 25 โอห์ม
ขั้นตอนที่ 3: ความแปรปรวนทางการวินิจฉัย
แม้จะติดตั้งอย่างถูกต้อง ระบบเซลล์แสงอาทิตย์อาจผลิตพลังงานไฟฟ้าไม่ได้ตามที่คาดหวัง โมดูลนั้นจะต้องมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ระบุ นั่นเป็นเพราะว่าอินเวอร์เตอร์มีขีดจำกัดกระแสไฟฟ้าอินพุตต่ำสุดและสูงสุด ซึ่งถ้าเกินจากค่านี้อินเวอร์เตอร์จะไม่เอาต์พุตพลังงาน
สถานการณ์ที่ 1: แรงดันไฟฟ้าเมื่อวงจรเปิด หรือกระแสไฟฟ้าเมื่อมีการลัดวงจรนั้นสูงกว่าหรือต่ำกว่าบนแผ่นข้อมูล
ในกรณีนี้ สตริงของคุณจะมีอย่างน้อย 1 โมดูลที่ไม่มีคุณสมบัติตรงตามข้อมูลจำเพาะ แรงดันไฟฟ้าเมื่อวงจรเปิดออกนอกช่วงหมายความว่าอินเวอร์เตอร์ของคุณอาจไม่เอาต์พุตพลังงาน กระแสไฟฟ้าเมื่อมีการลัดวงจรออกนอกช่วงหมายถึงว่าคุณมีโมดูลไม่ตรงกัน ซึ่งสามารถลดประสิทธิภาพแผงของคุณเป็นอย่างมาก เพราะว่ากระแสไฟฟ้าของสตริงนั้นถูกจำกัดโดยโมดูลที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำที่สุด ระบุและเปลี่ยนโมดูล
สถานการณ์ที่ 2: เอาต์พุตพลังงานต่ำ
ถ้าพบว่าเอาต์พุตพลังงานนั้นต่ำกว่าที่คาด คุณอาจมีปัญหา ขณะที่ความผันผวนของเอาต์พุตนั้นเป็นสิ่งที่คาดหวังได้ การมีเอาต์พุตน้อยกว่าที่คาดอยู่เสมอนั้นอาจเป็นสัญญาณของสตริงที่ชำรุด สายดินผิดพลาด หรือการบังแสงอาทิตย์
เหตุผลหนึ่งที่เป็นไปได้ก็คือจุดความร้อน ซึ่งเกิดจากการสะสมของกระแสไฟฟ้าและความร้อนบนเซลล์ที่ลัดวงจร นำไปสู่ประสิทธิภาพที่ลดลง และไฟไหม้ เครื่องถ่ายภาพความร้อน เช่น กล้องอินฟราเรด Fluke Ti480 PRO หรือกล้องถ่ายภาพความร้อน TiS75+ จะสามารถชี้จุดความร้อนได้อย่างรวดเร็ว
สายดินที่ผิดพลาดก็อาจเป็นสาเหตุหนึ่ง แต่วินิจฉัยได้ยากกว่า และต้องทำการทดสอบแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของตัวนำแต่ละตัว และตัวนำสายดินอุปกรณ์ (EGC) แต่ละตัว ซึ่งจะนำกระแสรั่วไหลลงสู่ดิน แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าบน EGC นั้นบ่งบอกถึงการต่อลงดินที่ผิดพลาด สายดินผิดพลาดอาจเกิดได้จากฉนวนตัวนำที่เสียหาย การติดตั้งที่ไม่ถูกต้อง สายไฟถูกหนีบ และน้ำ ซึ่งสามารถทำให้เกิดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างตัวนำ และ EGC ค้นหาสาเหตุของปัญหา และเปลี่ยนสายไฟที่เสียหาย หรือปรับปรุงสภาพ
สาเหตุอื่นๆ ของเอาต์พุตพลังงานต่ำก็คือการบังแสงอาทิตย์ และการเอียงและทิศทางที่ไม่เหมาะสม (มุมแอซิมัท) สำหรับตำแหน่งของคุณ ใช้ Solar Pathfinder เพื่อหาการบดบัง และกำจัดถ้าทำได้ ขณะที่การเปลี่ยนมุมเอียงและทิศทางของอาร์เรย์เพื่อชี้แผงไปทางดวงอาทิตย์ยิ่งขึ้นอาจทำได้ยาก คุณควรรู้มุมเอียงและแอซิมัทเพื่อเป็นค่าฐานในการอ้างอิงในอนาคต
ในระบบเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ พลังงานจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกส่งผ่านหม้อแปลง หลังจากได้รับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า แล้วไปยังสวิตช์เกียร์ และสายเคเบิลแรงดันไฟฟ้าปานกลาง ที่ความต้านทานฉนวนที่ลดลงนั้นเป็นปัญหาที่พบได้ทั่วไป สำหรับสายเคเบิลแรงดันไฟฟ้าปานกลางและสูง ให้ใช้เครื่องมือทดสอบฉนวน Fluke 1555 FC 10 kV ซึ่งสามารถทดสอบได้สูงถึง 10,000 โวลต์
สำหรับเครื่องที่ใช้แบตเตอรี่ ให้เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่คาดและสถานะการชาร์จ กับการใช้งานจริงของเครื่องมือวิเคราะห์แบตเตอรี่ Fluke 500 Series