Con l'invecchiamento degli impianti fotovoltaici, sono molte le cause potenziali di un rendimento insufficiente del sistema. Alcune potrebbero essere previste, ad esempio perdite dovute alla sporcizia o deterioramento a lungo termine dell'array. Alcune potrebbero essere inaspettate, ad esempio il guasto dei diodi di bypass, moduli incrinati e così via. Poiché i tracciacurve I-V acquisiscono tutti i punti operativi della corrente e della tensione di una sorgente FV, sono in grado di identificare in modo univoco i sintomi di prestazioni insufficienti nei sistemi FV.
Il foglio dati di ogni modulo fornisce una curva I-V modello che rappresenta tutte le combinazioni di corrente e tensione che consentono il funzionamento o carico del modulo in condizioni di test standard (STC). Quando una curva I-V misurata differisce significativamente in altezza, larghezza o forma dalla curva I-V prevista, basata sulla curva I-V modello, ma adattata alle condizioni di irraggiamento e temperatura effettive, il tipo della deviazione fornisce indizi su potenziali problemi di prestazioni. I tracciacurve I-V, come Fluke Solmetric PVA-1500, sono fondamentali per rilevare i sintomi di prestazioni insufficienti.
Kit analizzatore FV da 1500 Volt Fluke Solmetric PVA con Fluke SolSensor
Considerazioni sulla sicurezza durante la risoluzione dei problemi dei sistemi FV
La sicurezza è fondamentale quando si lavora con gli impianti elettrici. È essenziale comprendere la struttura e il funzionamento del sistema FV, utilizzare apparecchiature di test correttamente classificate e rispettare gli standard di sicurezza come NFPA 70E. L'uso dei tracciacurve I-V, come Fluke Solmetric PVA-1500, può migliorare la sicurezza rispetto ad altri metodi di test, poiché consente di eseguire verifiche senza che i circuiti siano sottoposti al carico dell'inverter.
Procedura di test di base
Nei sistemi FV commerciali e industriali, le tracce della curva I-V vengono in genere misurate in combiner box elettricamente isolati. Ad esempio, se il monitoraggio a livello di zona o la termografia aerea indicano prestazioni insufficienti in un combiner box, questo può essere segnalato per essere sottoposto a ispezione. Una volta isolati, le ispezioni visive seguite dal tracciamento della curva I-V possono identificare i circuiti sorgente con prestazioni insufficienti. Le misurazioni calibrate delle prestazioni prevedono l'installazione di un sensore di irraggiamento sul piano dell'array e il fissaggio di un sensore di temperatura sul lato posteriore di un modulo. Ogni circuito della sorgente FV viene testato singolarmente, con un processo che richiede da 10 a 15 secondi per circuito e i dati vengono salvati elettronicamente.
Forma normale e prestazioni
Per identificare i problemi di prestazioni sul campo, è necessario disporre di uno standard per il confronto. Nelle attività di risoluzione dei problemi, è possibile utilizzare le misurazioni effettuate sui circuiti delle sorgenti FV adiacenti per eseguire un confronto. Tuttavia, i dati indicati sulla targhetta del modulo sono generalmente la base di riferimento, soprattutto quando si esegue un'analisi comparativa delle prestazioni nel tempo.
Prima di effettuare il test della curva I-V, è necessario specificare il modulo da testare e il numero di moduli collegati in serie o in parallelo. In base a questi e ad altri dati di configurazione, il software calcola le caratteristiche prestazionali previste, quali Isc, Imp, Voc, Vmp e Pmp, in condizioni di test standard. Poiché le condizioni sul campo differiscono inevitabilmente dalle condizioni di test in fabbrica, i tracciacurve I-V utilizzano modelli matematici per tenere conto delle condizioni effettive di irraggiamento e temperatura sul campo e per generare una curva I-V e il valore di potenza massima previsti per il modulo o il circuito della sorgente FV sottoposto a test.
Se un modulo o un circuito della sorgente FV funziona normalmente, la sua curva I-V ha una forma normale. Inoltre, la potenza nominale massima in uscita, che il tracciacurve calcola dai dati I-V, si avvicinerà molto alla potenza massima prevista. In questo contesto utilizziamo il fattore prestazionale (PF) per quantificare il grado di corrispondenza tra una curva I-V misurata e una curva prevista. Tale valore viene espresso in percentuale e calcolato utilizzando la potenza massima (PMP) misurata e prevista, come mostrato nell'equazione PF = (PMP misurata ÷ PMP prevista) × 100. Una forma normale della curva e un fattore prestazionale compreso tra il 90% e il 100% indicano che un modulo o un circuito della sorgente FV funziona correttamente e non è notevolmente ombreggiato o sporco.