Сонячна електростанція – це складна система, яка складається з декількох об'єднаних компонентів, кожен з них виконує свою функцію. Не достатньо тільки купити сонячні батареї, адже в разі якщо щось, навіть найнезначніше, виходить з ладу, то робота СЕС припиняється або стає не такою, як очікується. Крім того, на роботу сонячної електростанції чинить значний вплив навколишнє середовище, тому його теж потрібно враховувати. Розглянемо, як визначити, чому сонячна електростанція не подає електроенергію в мережу, як проводити діагностику сонячних панелей та інших компонентів СЕС.
Сонячні панелі не виробляють електроенергію: основні причини
Почати діагностику необхідно з перевірки основних причин, через які може не працювати сонячна електростанція. Їх можна розділити на три категорії.
Сонячна панель не виробляє електроенергію з моменту експлуатації
Якщо сонячна електростанція не виробляє електрику з першого моменту експлуатації, то проблема, ймовірно, криється в неправильному під'єднанні компонентів один з одним або неправильному налаштуванні.
Електрика може бути відсутня через поганий контакт у тому чи іншому з'єднанні. СЕС складається з безлічі з'єднань, особливо їх багато в зоні самих сонячних панелей. Зверніть увагу, що обраний тип з'єднання між сонячними панелями (паралельний, послідовний або змішаний) теж впливає на її працездатність конкретно в даних умовах і повинен відповідати параметрам контролера та інвертора.
Також проблема може виникати через помилки в налаштуванні інвертора та контролера. Більшість інверторів і контролерів універсальні та створюються для різних типів панелей, акумуляторів, мереж і способів підключення. Але щоб вони правильно працювали в наявних у вас умовах, потрібно їх правильно налаштувати.
Кожна електростанція забезпечується запобіжниками, автоматичними вимикачами. Якщо під час першого запуску електрики немає, то варто також перевірити їхній стан. Можливо, вони перебувають у такому положенні, в якому електрика в мережу не подається.
Сонячна електростанція не виробляє багато енергії
Якщо сонячна електростанція дає електрику в значно меншій кількості, ніж очікувалося за теоретичними розрахунками, то проблема, найімовірніше, полягає в неправильному встановленні панелей.
Для панелей важливий кут нахилу та напрямок. Для регіонів України рекомендований кут становить 30°- 40° відносно горизонту. Важливо врахувати, що якщо сонячні панелі монтуються на даху скатного типу або іншій нахиленій поверхні, кут відраховується від горизонту, а не від поверхні монтажу. Під іншим кутом панелі будуть виробляти мало енергії. Допустимі напрямки – від сходу до півдня. Західна та північна сторони дадуть дуже мало енергії незалежно від сезону.
Затінення від постійних перешкод, таких як дерева, будівлі, значно знижують продуктивність. Навіть якщо в тіні постійно перебуває невелика площа сонячної панелі, то це знизить вироблення.
Сонячна батарея не живить мережу періодично
Якщо проблема виникає нестабільно, іноді електрика від панелей є, а іноді ні, то причина може бути в наступному:
- Контролери або перетворювачі для напруги перегріваються і переходять у режим захисту, тобто відключаються. Перегрів може виникати через неправильний підбір компонентів, помилки в налаштуванні або несправності. Спочатку рекомендується перезавантажити інвертор або контролер. Якщо проблема повторюється, то потрібно перевірити відповідність цих компонентів параметрам мережі, а також їх налаштування.
- Під час підключення до електромережі сонячна панель може припинити подачу електрики тимчасово під час флуктуацій (коливань напруги) в ній. Для діагностики варто спробувати відключити СЕС від мережі та перевірити її роботу без неї.
Сонячна батарея не живить мережу із зовнішніх причин
Навколишнє середовище відіграє велику роль у роботі сонячних панелей у будинку або на масштабній електростанції. Як правило, при їхньому впливі спостерігається лише тимчасове зниження продуктивності СЕС. Це може бути через:
- тимчасового затінення хмарами, птахами – це одна з головних причин, чому на сонячній панелі немає показань сили струму;
- забруднення панелей пилом, брудом, снігом, послідом птахів, листям – у кожен сезон є свій тип забруднень, які потрібно очищати;
- сезонне зниження сонця восени та взимку зменшує продуктивність СЕС, навесні та влітку цей показник на найвищому рівні;
- перегрів сонячних панелей, який виникає в пік літа – їхня продуктивність починає падати за температури від 25°C, влітку поверхня панелей може розігрітися до 50°C і вище.
Деякі з цих явищ не залежать від людини, наприклад, хмарність, птахи, опади та сезонні зміни. Однак важливо робити те, що можна. А саме виконувати своєчасне очищення поверхонь від забруднень. Цей процес може бути трудомістким, особливо якщо використовується кілька великих сонячних панелей на 550 Вт. А також дуже важливо на етапі проєктування передбачити правильний монтаж панелей так, щоб вони не перегрівалися і були на достатній відстані від поверхні й одна від одної для нормальної вентиляції.
Сонячний інвертор не виробляє електроенергію через проблеми в мережі
Сонячна електростанція може бути з'єднана з електромережею в будинку, куди також приходить електрика від постачальника енергії. Або вона може передавати надлишок енергії в мережу для комунальної компанії в рамках зеленого тарифу. Тому за відсутності електрики варто перевірити вплив мережі.
Неправильна конфігурація електричного лічильника або захисних пристроїв у щитку може призвести до блокування подачі електроенергії в будинок. Варто перевірити, що лічильник здатен працювати в такій мережі разом із СЕС і правильного для цього налаштований. А також потрібно переконатися в тому, що запобіжники увімкнені, тобто не блокують струм.
Якщо ви спостерігаєте, що надлишок електроенергії не надсилається постачальникові, то необхідно, крім іншого, переконатися в тому, що у вас під'єднаний і актуальний зелений тариф. А також це можуть бути тимчасові збої на стороні постачальника.
Сонячні панелі не виробляють достатньо енергії: технічні неполадки
Компоненти сонячної електростанції можуть вийти з ладу з часом. Тому в разі виникнення проблем, варто перевірити їхню справність.
Сонячні панелі не виробляють ампер через деградацію
Сонячні панелі піддаються як природній деградації, так і експлуатаційному зносу. А також частина з них може мати виробничий брак. Природна деградація становить близько 0,5-0,8 % втрати продуктивності на рік. Найтриваліший термін служби у монокристалічних сонячних панелей, який становить близько 30 років. У полікристалічних – близько 20 років. Тобто, через 10 років експлуатації монокристалічної панелі варто розраховувати на втрату продуктивності приблизно на третину.
Тепловізійне зображення: ділянки перегріву на сонячних панелях вказують на дефекти і зниження продуктивності
Сонячні панелі можуть зазнати фізичного впливу. Наприклад, на їхню поверхню можуть потрапляти дрібні камені, гілки. Це викликає тріщини та пошкодження поверхні, що знижує продуктивність. Навіть невидимі пошкодження можуть значно знизити ККД.
Також у міру експлуатації може бути виявлено виробничий брак, який проявляється в темних плямах на фотоелементах, подряпинах, порушенні контактів між осередками. Щоб уникнути цього, купуйте сонячні панелі з рейтингу найкращих.
Сонячна електростанція не виробляє повну потужність через PID-ефект і мікротріщини
Мікротріщини на фотоелементах можуть з'явитися не тільки через фізичний вплив або брак, а й з природних причин. Найчастіша – різка зміна температури, яка зазвичай буває в міжсезоння. Нічний холод і денна спека змушують фотоелементи швидко звужуватися і розширюватися. Це не витримує їхня структура й утворюються мікротріщини.
PID-ефект (potential induced degradation) виникає через втрати електрики від фотоелементів до рами панелі. Це відбувається через високу вологість, яка буває навесні, взимку та восени, а також у регіонах близьких до водойм.
Мікротріщини та PID-ефект можуть знизити продуктивність до 30 %. До цього схильні як монокристалічні, так і полікристалічні сонячні панелі.
Сонячна панель не працює через проблеми в акумуляторі
Акумулятор необхідний для накопичення енергії, яку можна використовувати в той час, коли сонячна електростанція не працює – вночі або в погану погоду. Якщо акумулятор виходить з ладу, то це може вплинути на роботу всієї СЕС навіть у денний та інший сприятливий час. Так відбувається тому, що контролер може зупинити роботу системи, якщо виявляє в ній несправний компонент.
Найчастіша причина виходу з ладу батарей акумуляторних – їхній природний знос. Літій-іонні акумулятори, які використовуються найчастіше, служать близько 10 років. Свинцево-кислотні, що застосовуються в автомобілях і малопотужних СЕС – до 5 років. За цей час їхня ємність зменшується і в результаті доходить до стану, за якого вони не здатні тримати заряд.
Сонячний інвертор не видає вихідну потужність, а контролер не керує системою
Інвертор перетворює електрику від СЕС у стан, придатний для передачі в електромережу. Контролер застосовується для розподілу електрики між усіма компонентами СЕС – він вирішує, яку частину струму від панелей буде віддано на заряд акумулятора, яку передано в мережу, коли потрібно відключити роботу від панелі та перемикнутися на акумулятор.
Якщо інвертор і контролер підібрані та налаштовані правильно, то їхня ламання – рідкісне явище. Зазвичай це виникає через брак, перегрів, несвоєчасне оновлення прошивки та з інших причин. Як правило, неполадки на цьому обладнанні відображаються у вигляді помилок на панелі, які можна розшифрувати за допомогою інструкції.
Як перевірити, чи працюють сонячні панелі та інші компоненти СЕС
Якщо діагностика показала, що якийсь із компонентів СЕС, ймовірно, вийшов з ладу, варто перевірити його детальніше. Наш досвід дав нам можливість вивести такі рекомендації:
- Потрібно розібратися в тому, як перевірити, чи працює ваша сонячна панель. Незалежно від того, монокристалічна або полікристалічна у вас панель, необхідно спочатку оглянути її візуально та переконатися, що її поверхня чиста, без тріщин, подряпин, сколів, плям. Перевірити потрібно з двох сторін, особливо біфракційні сонячні панелі. Потім слід заміряти її напругу й силу струму. Для цього панель відключається від усіх інших у СЕС і від навантаження. Вона має перебувати в місці, добре освітленому сонцем. До її полюсів необхідно під'єднати мультиметр. Спочатку замір відбувається в режимі вимірювання напруги – це напруга холостого ходу. Потім мультиметр переводиться в режим вимірювання сили струму, який визначається також, без навантаження – це струм короткого замикання. Тут ви поставити собі питання – скільки ампер повинні виробляти мої сонячні панелі і яка напруга холостого ходу допустима? Відповідь можна дізнатися в характеристиках сонячної панелі. Зверніть увагу, що виміряні вами показники будуть незначно меншими за ті, що вказані виробником, оскільки вони обчислюють їх для ідеальних погодних умов.
- Якщо контролер заряду сонячної батареї не показує вихідну потужність або інвертор не відображає напругу, то діагностувати детальніше потрібно їх. По-перше, якщо ці пристрої хоча б вмикаються, то це вже хороша ознака. По-друге, вони зазвичай оснащуються системою діагностики. Вона може бути простою у вигляді одного індикатора (зелений – нормальна робота, помаранчевий – є попередження, червоний – критична проблема). У складніших моделях на дисплеї можуть відображатися помилки. Якщо обладнання вмикається, відображає попередження і помилки, то потрібно вивчити інструкцію до нього, щоб виправити це. А якщо не вмикається, то потрібен ремонт або заміна всього компонента.
- Якщо підозра впала на проводку, то потрібно перевірити її. Для початку бажано локалізувати проблему – визначити, на якій саме ділянці ланцюга вона може бути. А потім перевірити це місце. Перевірка може ускладнитися, якщо, наприклад, сонячні панелі для квартири встановлено на балконі високого поверху та оцінити проводку з вікна не вдається. Проводка може обламатися, роз'єми можуть зруйнуватися під дією сонця або опадів, контакти піддаються окиснення. У разі виявлення проблеми потрібно усунути її та відновити нормальний контакт.
Тепер ви знаєте, як визначити працездатність сонячної панелі та інших компонентів СЕС і розумієте, що ефективність електростанції залежить від умов середовища, монтажу, під'єднання та справності всіх частин системи.
