Солнечная электростанция – это сложная система, которая состоит из нескольких объединенных компонентов, каждый из них выполняет свою функцию. Не достаточно только купить солнечные батареи, ведь в случае, если что-то, даже самое незначительное, выходит из строя, то работа СЭС прекращается или становится не такой, как ожидается. Кроме того, на работу солнечной электростанции оказывает значительное влияние окружающая среда, поэтому ее тоже нужно учитывать. Рассмотрим, как определить, почему солнечная электростанция не подает электроэнергию в сеть, как проводить диагностику солнечных панелей и других компонентов СЭС.
Солнечные панели не вырабатывают электроэнергию: основные причины
Начать диагностику необходимо с проверки основных причин, по которым может не работать солнечная электростанция. Их можно разделить на три категории.
Солнечная панель не вырабатывает электроэнергию с момента эксплуатации
Если солнечная электростанция не вырабатывает электричество с первого момента эксплуатации, то проблема, вероятно, кроется в неправильном подключении компонентов друг с другом или неверной настройке.
Электричество может отсутствовать по причине плохого контакта в том или ином соединении. СЭС состоит из множества соединений, особенно их много в зоне самих солнечных панелей. Обратите внимание, что выбранный тип соединения между солнечными панелями (параллельный, последовательный или смешанный) тоже влияет на ее работоспособность конкретно в данных условиях и должен соответствовать параметрам контроллера и инвертора.
Также проблема может возникать из-за ошибок в настройке инвертора и контроллера. Большинство инверторов и контроллеров универсальны и создаются для различных типов панелей, аккумуляторов, сетей и способов подключения. Но чтобы они правильно работали в имеющихся у вас условиях, нужно их верно настроить.
Каждая электростанция снабжается предохранителями, автоматическими выключателями. Если при первом запуске электричества нет, то стоит также проверить их состояние. Возможно, они находятся в таком положении, в котором электричество в сеть не подается.
Солнечная электростанция не производит много энергии
Если солнечная электростанция дает электричество в значительно меньшем количестве, чем ожидалось по теоретическим расчетам, то проблема скорее всего заключается в неправильной установке панелей.
Для панелей важен угол наклона и направление. Для регионов Украины рекомендуемый угол составляет 30°- 40° относительно горизонта. Важно учесть, что если солнечные панели монтируются на крыше скатного типа или другой наклоненной поверхности, угол отсчитывается от горизонта, а не от поверхности монтажа. Под другим углом панели будут вырабатывать мало энергии. Допустимые направления – от востока до юга. Западная и северная стороны дадут очень мало энергии независимо от сезона.
Затенение от постоянных препятствий, таких как деревья, здания значительно снижают производительность. Даже если в тени постоянно находится небольшая площадь солнечной панели, то это снизит выработку.
Солнечная батарея не питает сеть периодически
Если проблема возникает не стабильно, иногда электричество от панелей есть, а иногда нет, то причина может быть в следующем:
- Контроллеры или преобразователи для напряжения перегреваются и переходят в режим защиты, то есть отключаются. Перегрев может возникать по причине неправильного подбора компонентов, ошибок в настройке или неисправности. Для начала рекомендуется перезагрузить инвертор или контроллер. Если проблема повторяется, то нужно проверить соответствие этих компонентов параметрам сети, а также их настройки.
- При подключении к электросети солнечная панель может прекратить подачу электричества временно во время флуктуаций (колебаний напряжения) в ней. Для диагностики стоит попробовать отключить СЭС от сети и проверить ее работу без нее.
Солнечная батарея не питает сеть по внешним причинам
Окружающая среда играет большую роль в работе солнечных панелей в доме или на масштабной электростанции. Как правило, при их влиянии наблюдается лишь временное понижение производительности СЭС. Это может быть из-за:
- временного затенения облаками, птицами – это одна из главных причин, почему на солнечной панели нет показаний силы тока;
- загрязнение панелей пылью, грязью, снегом, пометом птиц, листьями – в каждый сезон есть свой тип загрязнений, которые нужно очищать;
- сезонное снижение солнца осенью и зимой уменьшает производительность СЭС, весной и летом этот показатель на высшем уровне;
- перегрев солнечных панелей, который возникает в пик лета – их производительность начинает падать при температуре от 25°C, летом поверхность панелей может разогреться до 50°C и выше.
Некоторые из этих явления не зависят от человека, например, облачность, птицы, осадки и сезонные изменения. Однако важно делать то, что можно. А именно выполнять своевременную очистку поверхностей от загрязнений. Этот процесс может быть трудоемким, особенно если используется несколько больших солнечных панелей на 550 Вт. А также очень важно на этапе проектировки предусмотреть правильный монтаж панелей так, чтобы они не перегревались и были на достаточном расстоянии от поверхности и друг от друга для нормальной вентиляции.
Солнечный инвертор не вырабатывает электроэнергию по причине проблем в сети
Солнечная электростанция может быть соединена с электросетью в доме, куда также приходит электричество от поставщика энергии. Или она может передавать избыток энергии в сеть для коммунальной компании в рамках зеленого тарифа. Поэтому при отсутствии электричества стоит проверить влияние сети.
Неправильная конфигурация электрического счетчика или защитных устройств в щитке может привести к блокировке подачи электроэнергии в дом. Следует проверить, что счетчик способен работать в такой сети вместе с СЭС и правильного для этого настроен. А также нужно убедиться в том, что предохранили включены, то есть не блокируют ток.
Если вы наблюдаете, что избыток электроэнергии не отправляется поставщику, то необходимо, кроме прочего, убедиться в том, что у вас подключен и актуален зеленый тариф. А также это могут быть временные сбои на стороне поставщика.
Солнечные панели не вырабатывают достаточно энергии: технические неполадки
Компоненты солнечной электростанции могут выйти из строя со временем. Поэтому при возникновении проблем, стоит проверить их исправность.
Солнечные панели не вырабатывают ампер из-за деградации
Солнечные панели подвергаются как естественной деградации, так и эксплуатационному износу. А также часть из них может иметь производственный брак. Естественная деградация составляет около 0,5-0,8 % потери производительности в год. Самый длительный срок службы у монокристаллических солнечных панелей, который составляет около 30 лет. У поликристаллических – около 20 лет. То есть, через 10 лет эксплуатации монокристаллической панели стоит рассчитывать на потерю производительности примерно на треть.
Тепловизионное изображение: участки перегрева на солнечных панелях указывают на дефекты и снижение производительности
Солнечные панели могут подвергнуться физическому воздействию. Например, на их поверхность могут попадать мелкие камни, ветки. Это вызывает трещины и повреждения поверхности, что снижает производительность. Даже невидимые повреждения могут значительно снизить КПД.
Также по мере эксплуатации может быть выявлен производственный брак, который проявляется в темных пятнах на фотоэлементах, царапинах, нарушении контактов между ячейками. Чтобы избежать этого, приобретайте солнечные панели из рейтинга лучших.
Солнечная электростанция не вырабатывает полную мощность из-за PID-эффекта и микротрещин
Микротрещины на фотоэлементах могут появиться не только из-за физического воздействия или брака, но и по естественным причинам. Самая частая – резкая смена температуры, которая обычно бывает в межсезонье. Ночной холод и дневная жара заставляют фотоэлементы быстро сужаться и расширяться. Это не выдерживает их структура и образуются микротрещины.
PID-эффект (potential induced degradation) возникает из-за потерь электричества от фотоэлементов к раме панели. Это происходит по причине высокой влажности, которая бывает весной, зимой и осенью, а также в регионах, близких к водоемам.
Микротрещины и PID-эффект могут снизить производительность до 30 %. Этому подвержены как монокристаллические, так и поликристаллические солнечные панели.
Солнечная панель не работает по причине проблем в аккумуляторе
Аккумулятор необходим для накопления энергии, которую можно использовать в то время, когда солнечная электростанция не работает – ночью или в плохую погоду. Если аккумулятор выходит из строя, то это может повлиять на работу всей СЭС даже в дневное и другое благоприятное время. Так происходит потому, что контроллер может остановить работу системы, если обнаруживает в ней неисправный компонент.
Самая частая причина выхода из строя батарей аккумуляторных – их естественный износ. Литий-ионные аккумуляторы, которые используются чаще всех, служат около 10 лет. Свинцово-кислотные, применяемые в автомобилях и маломощных СЭС – до 5 лет. За это время их емкость уменьшается и в результате доходит до состояния, при котором они не способны держать заряд.
Солнечный инвертор не выдает выходную мощность, а контроллер не управляет системой
Инвертор преобразует электричество от СЭС в состояние, пригодное для передачи в электросеть. Контролер применяется для распределения электричества между всеми компонентами СЭС – он решает, какая часть тока от панелей будет отдана на заряд аккумулятора, какая передана в сеть, когда нужно отключить работу от панели и переключиться на аккумулятор.
Если инвертор и контроллер подобраны и настроены правильно, то их поломка – редкое явление. Обычно это возникает из-за брака, перегрева, несвоевременном обновлении прошивки и по другим причинам. Как правило, неполадки на этом оборудование отображаться в виде ошибок на панели, которые можно расшифровать с помощью инструкции.
Как проверить, работают ли солнечные панели и другие компоненты СЭС
Если диагностика показала, что какой-то из компонентов СЭС, вероятно, вышел из строя, стоит проверить его детальнее. Наш опыт дал нам возможность вывести такие рекомендации:
- Нужно разобраться в том, как проверить, работает ли ваша солнечная панель. Независимо от того, монокристаллическая или поликристаллическая у вас панель, необходимо сначала осмотреть ее визуально и убедится, что ее поверхность чистая, без трещин, царапин, сколов, пятен. Проверить нужно с двух сторон, особенно бифракционные солнечные панели. Затем следует замерить ее напряжение и силу тока. Для этого панель отключается от всех остальных в СЭС и от нагрузки. Она должна находиться в месте, хорошо освещенном солнцем. К ее полюсам необходимо подключить мультиметр. Сначала замер происходит в режиме измерения напряжения – это напряжение холостого хода. Затем мультиметр переводится в режим измерения силы тока, который определяется также, без нагрузки – это ток короткого замыкания. Тут вы зададитесь вопросом – сколько ампер должны вырабатывать мои солнечные панели и какое напряжение холостого хода допустимо? Ответ можно узнать в характеристиках солнечной панели. Обратите внимание, что измеренные вами показания будут незначительно меньше тех, что указаны производителем, так как они вычисляют их для идеальных погодных условий.
- Если контроллер заряда солнечной батареи не показывает выходную мощность или инвертор не отображает напряжение, то диагностировать детальнее нужно их. Во-первых, если эти устройства хотя бы включаются, то это уже хороший признак. Во-вторых, они обычно оснащаются системой диагностики. Она может быть простой в виде одного индикатора (зеленый – нормальная работа, оранжевый – есть предупреждение, красный – критическая проблема). В более сложных моделях на дисплее могут отображаться ошибки. Если оборудование включается, отображает предупреждения и ошибки, то нужно изучить инструкцию в нему, чтобы исправить это. А если не включается, то потребуется ремонт или замена всего компонента.
- Если подозрение пало на проводку, то нужно проверить ее. Для начала желательно локализовать проблему – определить, на каком именно участке цепи она может быть. А затем проверить это место. Проверка может усложниться, если, например, солнечные панели для квартиры установлены на балконе высокого этажа и оценить проводку из окна не удается. Проводка может обломиться, разъемы могут разрушиться под действием солнца или осадков, контакты подвергаются окислению. При обнаружении проблемы нужно устранить ее и восстановить нормальный контакт.
Теперь вы знаете, как определить работоспособность солнечной панели и других компонентов СЭС и понимаете, что эффективность электростанции зависит от условий среды, монтажа, подключения и исправности всех частей системы.
