Bất chấp kỹ thuật chế tạo có tuyệt vời thế nào, không có hệ thống nào là không thể hư hỏng. Đó là nơi chạy thử phát huy tác dụng, thiết lập hiệu suất cơ sở cho nghiệm thu khách hàng và bảo trì tiếp tục. Chạy thử có ý nghĩa quan trọng không chỉ đối với hiệu suất hệ thống quang điện (PV) mà còn đối với tuổi thọ của thiết bị, an toàn, ROI và bảo hành.
Bước 1: Thiết kế và sản lượng hệ thống quang điện
Để tìm ra sản lượng mong đợi tại cơ sở của bạn, hãy xác định nguồn năng lượng mặt trời của bạn và tính đến mọi bóng râm có thể xảy ra trên tấm pin năng lượng. Tài nguyên năng lượng mặt trời được đo bằng số giờ mặt trời đạt đỉnh, là số giờ mà hệ thống của bạn đạt được 1.000 oát mỗi mét vuông mỗi ngày. Ví dụ: tài nguyên năng lượng mặt trời rất lớn ở nhiều nơi tại California: 6.000 oát mỗi mét vuông, hoặc 6 giờ mặt trời đạt đỉnh. Sử dụng Máy đo bức xạ mặt trời Fluke IRR-1 để xác định bức xạ mặt trời thực tế (oát/m2) và bóng râm tại cơ sở của bạn để phát triển đường cơ sở.
Giả sử bạn có một dàn tấm pin PV 10 kW. Bạn có thể tính sản lượng hàng năm mong đợi bằng cách lấy tấm pin 10kW x 6 giờ mặt trời đạt đỉnh x 365 ngày mỗi năm x 0,85 (15% giảm tải do thất thoát năng lượng trong dây dẫn và biến tần). Dàn tấm pin này phải tạo ra 18.615 kWh năng lượng mỗi năm cho chúng ta, hay 51 kWh mỗi ngày.
Bước 2: Đo hiệu suất PV
Sau khi hệ thống được lắp đặt, hãy đảm bảo hệ thống hoạt động theo thiết kế bằng cách đo các đặc tính điện và đầu ra công suất thực tế của dàn tấm pin.
Hiệu suất của dàn tấm pin dựa trên đường cong dòng điện-điện áp (IV) của nó. Inverter không chỉ chuyển DC thành AC mà còn tăng tối đa đầu ra công suất bằng cách thu thập dòng điện và điện áp—vì công suất bằng điện áp x dòng điện—mà tại đó chuỗi tạo ra nhiều điện nhất. Dòng điện ngắn mạch (Isc) là dòng điện tối đa từ pin và không có điện nào được tạo vì không có khác biệt điện áp: dây dương và âm chạm vào nhau. Điện áp mạch hở (Voc) là điện áp tối đa từ một pin: không tạo ra điện vì mạch hở. Điểm mà tại đó mô-đun tạo ra nhiều điện nhất được gọi là điểm công suất tối đa (mpp).
Để biết liệu một dàn tấm pin có hoạt động đúng với thiết kế không, bạn cần biết Voc và Isc, được liệt kê trên bảng dữ liệu mô-đun đo Voc và Isc trước và sau khi lắp đặt.
Voc được đo bằng Ampe kìm Fluke 393 FC CAT III để xác định điện áp giữa cực dương và âm. 393 FC có định mức CAT III 1500 V / CAT IV 600V, giúp đo an toàn và đáng tin cậy trong các môi trường CAT III như hệ thống năng lượng mặt trời. Sử dụng Máy đo nhiệt độ hồng ngoại Fluke 64 MAX để xác định nhiệt độ của mô-đun để tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ lên Voc (nhiệt độ càng thấp, điện áp càng cao và ngược lại). 393 FC cung cấp cảnh báo sai cực bằng âm thanh khi bạn kiểm tra Voc. Nếu cực đảo, hộp điều hợp hoặc các mạch khác có thể vô tình bị kết nối vào chuỗi, dẫn đến điện áp vượt mức điện áp đầu vào biến tần tối đa.
Để kiểm tra Isc, hãy ngắt kết nối tất cả mạch song song và đoản mạch an toàn. Đo dòng điện giữa cực dương và âm thông qua đồng hồ vạn năng. Xoay núm vặn đến giá trị dòng điện lớn hơn mong đợi. Ghi giá trị của Isc và Voc trên ứng dụng Fluke Connect™ và lưu giá trị để lập xu hướng và báo cáo
Kiểm tra điện trở cách điện của các dây dẫn, kết nối giữa các mô-đun và giữa các mô-đun và tủ rack, và điện trở nối đất. Sử dụng Kìm đo điện trở nối đất Fluke 1630-2 FC để đo điện trở nối đất nhằm đảm bảo điện trở nhỏ hơn 25 ôm.
Bước 3: Chẩn đoán biến thiên
Kể cả khi được lắp chính xác, một hệ thống PV có thể không đạt được sản lượng điện mong đợi. Điều rất quan trọng đối với một mô-đun là có các đặc tính điện được xác định, vì một inverter có dòng điện đầu vào tối thiểu và tối đa, dưới và trên mà nó sẽ không có đầu ra công suất.
Tình huống 1: Điện áp mạch hở hoặc dòng điện ngắn mạch cao hơn hoặc thấp hơn trên bảng dữ liệu
Trong trường hợp này, chuỗi của bạn có một hoặc nhiều mô-đun có các đặc tính không đáp ứng thông số kỹ thuật. Điện áp mạch hở ngoài phạm vi nghĩa là inverter của bạn không thể xuất ra điện. Dòng điện ngắn mạch ngoài phạm vi cho biết bạn có thể có mô-đun không khớp, có thể giảm nghiêm trọng hiệu suất của dàn tấm pin vì dòng điện của chuỗi bị giới hạn bởi mô-đun có dòng điện thấp nhất. Xác định và thay thế các mô-đun.
Tình huống 2: Đầu ra điện thấp
Nếu bạn nhìn thấy đầu ra công suất thấp hơn dự kiến, bạn có thể gặp vấn đề. Mặc dù dao động một chút ở đầu ra nằm trong dự kiến, nhưng đầu ra thấp hơn dự đoán liên tục có thể là một dấu hiệu của chuỗi lỗi, lỗi nối đất hoặc bóng râm.
Một lý do có thể là các điểm nóng, tích tụ dòng điện và nhiệt trên pin đã đoản mạch, dẫn đến hiệu suất giảm và khả năng xảy ra hỏa hoạn. Các máy chụp ảnh nhiệt như Camera hồng ngoại Fluke Ti480 PRO hay Camera nhiệt TiS75+ có thể nhanh chóng xác định điểm nóng.
Lỗi nối đất là một vấn đề khác nhưng chúng khó chẩn đoán hơn và cần kiểm tra điện áp và dòng điện của từng dây dẫn và dây nối đất thiết bị (EGC), mang dòng điện lạc đến đất. Điện áp và dòng điện trên EGC cho biết lỗi nối đất. Lỗi nối đất có thể xảy ra do cách điện dây dẫn bị hỏng, lắp đặt không đúng cách, dây bị chèn và nước, có thể tạo kết nối điện giữa một dây dẫn và EGC. Tìm ra nguồn vấn đề và thay thế dây bị hỏng hoặc cải thiện tình trạng.
Những lý do khác dẫn đến đầu ra công suất thấp có thể là bóng râm hoặc độ nghiêng và hướng la bàn kém (góc phương vị) của vị trí của bạn. Sử dụng solar pathfinder để tìm mọi nguồn bóng râm mới và loại bỏ, nếu có thể. Mặc dù thay đổi độ nghiên và hướng la bàn của dàn tấm pin để hướng tấm pin trực tiếp hơn về phía mặt trời là bất khả thi, nhưng bạn nên biết độ nghiêng và góc phương vị để thiết lập đường cơ sở cho tham chiếu trong tương lai.
Trong các hệ thống PV quy mô lớn, điện từ hệ thống năng lượng mặt trời đi qua các máy biến áp sau khi được đảo ngược để tăng điện áp, sau đó đến thiết bị đóng ngắt và cáp trung thế nơi điện trở cách điện giảm là một vấn đề phổ biến. Đối với cáp cao và trung thế, hãy sử dụng Máy đo điện trở cách điện Fluke 1555 FC 10 kV, có thể kiểm tra đến 10.000 vôn.
Đối với các hệ thống có pin, hãy so sánh điện áp pin mong đợi và trạng thái sạc với giá trị thực tế bằng Thiết bị phân tích pin Fluke 500 Series.