Rozwiązanie krok po kroku: Diagnostyka instalacji fotowoltaicznych

Wzór 2 z tabeli 10: n⁺ = U₊ · n / UDC, gdzie n⁺ to liczba modułów licząc od falownika po stronie przewodu „+” do miejsca zwarcia.

n⁺ = 90 V · 5 / 225 V = 450 / 225 = 2.

Skąd ten wzór: każdy moduł daje to samo napięcie (225 V / 5 = 45 V, jak na rysunku 1). Napięcie między przewodem „+” a ziemią to suma napięć modułów leżących między „+” a miejscem zwarcia - 90 V to dokładnie dwa moduły po 45 V. Kontrolnie: U₋ = 135 V = 3 · 45 V, czyli po drugiej stronie zwarcia są trzy moduły (2 + 3 = 5).

Na rysunku 1 przewód „+” falownika dochodzi do modułu nr 1. Dwa moduły od strony „+” to moduły nr 1 i 2, więc zwarcie doziemne jest między modułem nr 2 a modułem nr 3 - zaznaczyłem to miejsce na rysunku.

Parametry przepisuję z tabeli 2 w tej samej kolejności. Napięcie po stronie DC: 535 V. Wymagane wartości bierzemy z karty falownika (tabela 6): zakres napięcia MPPT 160 - 540 V (maksymalne napięcie wejściowe to 600 V). 535 V mieści się w zakresie - prawidłowy.

Napięcie sieci w fazie L1: 265 V. Wymagany zakres podaje rozporządzenie z tabeli 8: od 0,85 Un do 1,1 Un, a Un = 230 V (tabela 6):

• 0,85 · 230 = 195,5 V,
• 1,1 · 230 = 253 V.

265 V > 253 V - napięcie sieci jest za wysokie, parametr nieprawidłowy.

Rezystancje izolacji: 189 MΩ (DC+ do PE) i 213 MΩ (DC- do PE). Tabela 8 (PN-HD 60364-6): obwód o napięciu powyżej 500 V (535 V) bada się napięciem 1000 V DC, a rezystancja izolacji ma wynosić co najmniej 1 MΩ. Obie wartości są setki razy większe - prawidłowy.

Izolacja po stronie DC jest więc w porządku: błąd falownika nie bierze się z prądu upływu (to byłby komunikat GFCI.Err).

W tabeli „Rozwiązywanie problemów” (tabela 5) komunikat GridV.OutLim ma przyczynę: napięcie sieci poza limitem. Zgadza się to z oceną parametrów - nieprawidłowe jest właśnie napięcie UL1. Klucz uznaje wpis, w którym jest wyłącznie ta przyczyna.

Przepisuję trzy kroki z instrukcji dla GridV.OutLim:

1. sprawdź, czy napięcie sieci jest zgodne z normami,
2. sprawdź okablowanie po stronie AC,
3. jeśli po kilku restartach problem nie zniknie, skontaktuj się z dostawcą energii.

Kolejność ma sens: najpierw pomiar napięcia sieci, potem okablowanie AC po stronie instalacji, a dopiero gdy obie rzeczy są w porządku - zgłoszenie do dostawcy energii.

Z tabeli 3 (pomiary przeliczone do STC) odczytuję punkty charakterystyczne:

• ISC = 8,10 A - prąd przy napięciu 0 (wiersz 1),
• UOC = 22,90 V - napięcie przy prądzie 0 (wiersz 11),
• punkt mocy maksymalnej - największa moc w kolumnie „Moc”: 139,87 W przy Umpp = 18,38 V i Impp = 7,61 A (wiersz 6).

Wzór 3 z tabeli 10: FF = Umpp · Impp / (UOC · ISC) = 139,87 / 185,49 = 0,7541 → 0,75 (dwa miejsca po przecinku). Producent deklaruje 0,75 (tabela 7).

Obliczone 0,75 = deklarowane 0,75, więc skreślam „niezgodny”: współczynnik FF jest zgodny z wartością producenta.

Wzór 5 z tabeli 10: η = Pmax / (E · S). Powierzchnię modułu liczę z rysunku w tabeli 7: 670 mm × 1130 mm = 0,670 m · 1,130 m = 0,7571 m². Natężenie promieniowania to warunki STC z tabeli 3: E = 1000 W/m², a Pmax = 139,87 W (z pomiarów).

η = 139,87 / (1000 · 0,7571) = 0,1847 → 0,18 (18,47 %). Producent deklaruje 0,18.

Obliczone 0,18 = deklarowane 0,18 - skreślam „niezgodna”: sprawność jest zgodna z wartością producenta.

Wniosek dla właściciela: pierwszy moduł działa zgodnie z kartą katalogową (moc 139,87 W przy deklarowanych 140 W), więc niższego uzysku trzeba szukać gdzie indziej - weryfikację warto kontynuować dla kolejnych modułów szeregu.

Na zdjęciu a) widać przebarwione, nadpalone miejsce na ogniwie, a na termogramie b) to ogniwo ma 95,9 °C, a reszta modułu jest znacznie chłodniejsza (dół skali termogramu to 34,6 °C). To hot-spot (gorący punkt) - uszkodzone ogniwo nie wytwarza prądu, tylko go hamuje i grzeje się. Uszkodzenia ogniwa w laminacie nie da się naprawić - wymiana modułu.

Pod szybą widać jasne, „mleczne” obszary wzdłuż ścieżek ogniw - folia EVA odkleja się od ogniw. To delaminacja (rozwarstwienie) warstwy enkapsulacyjnej; wilgoć dostaje się do ogniw. Sposób: wymiana modułu.

Moduły są pokryte odchodami ptaków - zabrudzenie instalacji, które zacienia ogniwa (i może wywoływać gorące punkty). Sposób: umycie modułów (miękką szczotką lub specjalną myjką, jak w tabeli 9).

Opis zdjęcia: falownik wisi 8 cm od sufitu. Rysunek w instrukcji (tabela 5) podaje odstępy montażowe: 150 mm nad falownikiem i 100 mm po bokach, a ciepłe powietrze jest odprowadzane do góry - 80 mm to mniej niż 150 mm, gorące powietrze zostaje pod sufitem. Nieprawidłowość: nie zachowano minimalnych odstępów montażowych od sufitu. Sposób: montaż w odległości umożliwiającej chłodzenie i wentylację, zgodnie z instrukcją urządzenia.

Złącza na przewodach DC są stopione i nadpalone, pod nimi leżą resztki tworzywa - uszkodzone (spalone) konektory MC4. Sposób: wymiana konektorów (na pary złączy tego samego typu).

Szyba modułu jest popękana od punktu uderzenia - pęknięta (rozbita) szyba. Moduł traci szczelność i bezpieczeństwo izolacji - wymiana modułu.

Opis zdjęcia: falownik jest 3 cm od korytka, a według instrukcji (tabela 5) odstęp z boku ma wynosić 100 mm, a chłodne powietrze dopływa do falownika z lewej strony - tam, gdzie stoi korytko, które zasłania kratkę wentylatora. Nieprawidłowość: kratka wentylatora częściowo zasłonięta przez korytko, utrudnione chłodzenie falownika. Sposób: zmiana ścieżki prowadzenia przewodów, tak żeby korytko nie zasłaniało wentylatora (albo przeniesienie falownika w miejsce z prawidłową wentylacją).

Tabela 9 miesza zalecenia dla różnych instalacji OZE. Przepisuję tylko te, które dotyczą fotowoltaiki:

• mycie modułów specjalnymi myjkami lub miękkimi szczotkami oraz mycie rano lub wieczorem przy zachmurzonym niebie,
• okresowy pomiar rezystancji izolacji przewodów i kontrola stanu izolacji przewodów DC.

• okresowa kontrola zabezpieczeń nadprądowych i przeciwprzepięciowych,
• okresowe sprawdzenie połączeń śrubowych konstrukcji i stelaża,
• okresowe sprawdzenie stopnia korozji elementów konstrukcji.

• monitorowanie stanu pracy inwertera i zgłaszanych alarmów (tak właśnie wykryto zwarcie doziemne i błąd GridV.OutLim),
• okresowe sprawdzenie stanu złączy elektrycznych (spalone konektory z posesji 3).

Pozostałe zapisy z tabeli 9 dotyczą innych urządzeń: naczynie wzbiorcze, przecieki na śrubunkach i ochrona przed zamarzaniem - kolektory słoneczne; taca i wąż kondensatu, czyszczenie parownika, filtr zanieczyszczeń - pompy ciepła; drgania łopaty - elektrownie wiatrowe. Klucz ma osobne kryterium za to, że w tabeli E są wyłącznie zalecenia dla fotowoltaiki.

Na koniec czytam tabele jako całość:

• tabela A: obliczenie wg wzoru 2 i wniosek z niego wynikający,
• tabela B: w każdym wierszu jednostka, wartość, zakres wymagany i ocena; przyczyna i postępowanie tylko dla GridV.OutLim,
• tabela C: wartości zaokrąglone do dwóch miejsc, w obu wnioskach skreślone niepotrzebne słowo,
• tabela D: numery zgodne z dokumentacją fotograficzną, przy każdej nieprawidłowości sposób usunięcia,
• tabela E: tylko zalecenia dla fotowoltaiki.