Solução de problemas de falhas comuns em usinas fotovoltaicas: soluções rápidas para problemas de módulos, inversores e cabos

Em um sistema de geração de energia fotovoltaica (PV), módulos fotovoltaicos, inversores e cabos são unidades operacionais principais. Quando ocorre uma falha, ela não só levará a um declínio na eficiência da geração de energia, mas também poderá causar danos ao equipamento e potenciais riscos à segurança. Especialmente para centrais fotovoltaicas distribuídas, a taxa de falhas é relativamente alta devido à influência de fatores ambientais e padrões de instalação. Este artigo se concentra nas falhas comuns desses três componentes principais e fornece solução rápida de problemas e soluções combinadas com cenários práticos, ajudando o pessoal e os proprietários de operação e manutenção da estação de energia a lidar com problemas de maneira eficiente e garantir a operação estável da estação de energia.

I. Falhas no módulo fotovoltaico: principais causas do declínio acentuado na eficiência da geração de energia

Os módulos fotovoltaicos são a chave para converter energia solar em energia elétrica. Suas falhas estão principalmente relacionadas à erosão ambiental, instalação inadequada e envelhecimento de equipamentos, manifestadas principalmente na geração anormal de energia e danos à aparência. A solução de problemas e soluções específicas são as seguintes.

(I) Falha Comum 1: Declínio Significativo na Eficiência de Geração de Energia do Módulo

Desempenho de falha: Na mesma usina, a geração de energia do ramal onde alguns módulos estão localizados é muito inferior à dos módulos da mesma especificação, e áreas locais de alta temperatura podem ser vistas na superfície do módulo através da detecção de imagens térmicas infravermelhas.

Etapas de solução de problemas:

1. Primeiro, verifique a superfície do módulo: se está coberta por poeira, excrementos de pássaros ou folhas. Após a limpeza dos obstáculos pela manhã ou à noite, se a geração de energia for restaurada, é um problema de oclusão; se não melhorar, prossiga para a próxima etapa.

2. Detectar parâmetros elétricos do módulo: Use um alicate amperímetro CC para medir a corrente de entrada de cada cadeia fotovoltaica conectada à mesma caixa combinadora CC. Se o desvio de corrente de uma determinada sequência exceder 5%, é provável que haja uma falha nessa sequência de módulos.

3. Detecção de imagem térmica infravermelha: Concentre-se em verificar se os módulos apresentam rachaduras ocultas ou efeitos de ponto quente. Se houver quebra de vidro, queima da folha traseira ou pontos locais de alta temperatura, o módulo poderá ser considerado inválido.

Soluções:

• Limpeza diária: Limpe com pano macio seco ou úmido, evite solventes corrosivos. Escolha o momento em que a irradiância solar está abaixo de 200 W/㎡ para limpeza, para evitar danos ao módulo devido à diferença excessiva de temperatura.

• Descarte de módulos defeituosos: Pequenas falhas, como rachaduras ocultas e pontos quentes, podem ser reparadas entrando em contato com o fabricante; falhas graves, como quebra de vidro, queima da folha traseira e curtos-circuitos locais, exigem a substituição oportuna de módulos da mesma especificação. Ao substituir, certifique-se de que a estrutura do módulo esteja bem aterrada com a estrutura de montagem e que a resistência de contato seja ≤ 4 Ω.

(II) Falha Comum

Desempenho de falha: quebra do vidro do módulo, deformação da folha traseira, queima e afrouxamento da caixa de junção e mau contato do terminal.

Etapas de solução de problemas:

1. Inspeção visual: Verifique a aparência de cada módulo um por um. Se houver rachaduras no vidro, abaulamento/descoloração da folha traseira ou deformação da caixa de junção, a falha será determinada diretamente.

2. Inspeção da fiação: Agite suavemente os fios de conexão entre a caixa de junção e os terminais. Se houver folga, superaquecimento ou danos na camada de isolamento, será necessária uma detecção adicional.

Soluções:

• Danos à aparência: Pequenos arranhões podem ser protegidos; danos graves requerem substituição direta; o abaulamento e a queima da folha traseira exigem o desligamento imediato e a substituição dos módulos para evitar riscos de vazamento.

• Fiação anormal: reaperte os parafusos do terminal, substitua os fios de conexão e caixas de junção danificados e certifique-se de que a caixa de junção esteja bem vedada para evitar a intrusão de vapor de água, causando curtos-circuitos.

(III) Falha Comum 3: Aterramento Anormal do Módulo

Desempenho de falha: O alarme de vazamento ocorre durante a operação do módulo e o valor medido da resistência de aterramento não está de acordo com o padrão.

Etapas de solução de problemas: Use instrumentos profissionais para detectar a resistência de contato entre a estrutura metálica do módulo e o dispositivo de aterramento. Se a resistência de contato > 4 Ω, é um aterramento anormal.

Soluções: Limpe a ferrugem e sujeira na conexão entre a estrutura do módulo e a estrutura de montagem e reaperte os parafusos de conexão; se o revestimento anticorrosivo do suporte estiver danificado, retoque-o a tempo para garantir um aterramento firme e confiável.

II. Falhas do inversor: principais razões para o desligamento repentino da central elétrica 'coração'

O inversor é o núcleo que conecta o sistema fotovoltaico e a rede elétrica, responsável pela conversão de energia CC em energia CA. Suas falhas levam diretamente ao desligamento da usina ou à geração anormal de energia. Os problemas comuns estão concentrados em três categorias: falha na partida, saída anormal e alarmes frequentes.

(I) Falha Comum 1: O Inversor Não Pode Partir

Desempenho de falha: Nenhuma exibição ou sinal de partida após a inicialização ou desarmamento imediatamente após a inicialização.

Etapas de solução de problemas:

1. Inspeção da fonte de alimentação e fiação: Verifique se o lado de entrada (lado CC) do inversor está desligado, se o fusível e o disjuntor da caixa combinadora CC estão desarmados; verifique se a fiação do barramento CC está solta e se os pólos positivo e negativo estão invertidos.

2. Inspeção do ambiente e da dissipação de calor: Verifique se o ambiente de instalação do inversor tem pouca ventilação e temperatura excessivamente alta (excedendo 40 ℃), se a ventoinha de resfriamento está funcionando normalmente e se o interior está empoeirado e bloqueando o duto de ar.

3. Verificação do código de falha: Verifique o código de falha no display do inversor ou no sistema de monitoramento e avalie o tipo de falha (como sobretensão, subtensão, superaquecimento) de acordo com o manual.

Soluções:

• Problemas de fiação e fonte de alimentação: Reaperte a fiação do lado CC, corrija a conexão reversa dos pólos positivo e negativo e restaure o disjuntor e fusível desarmados.

• Dissipação de calor e problemas ambientais: Limpe a poeira dentro do inversor, instale ventiladores adicionais ou ajuste a posição de instalação para reduzir a temperatura ambiente; se a inicialização falhar devido ao superaquecimento, reinicie depois que a temperatura cair para a faixa normal.

• Falhas correspondentes aos códigos: Manuseie de acordo com os requisitos do manual. Por exemplo, sobretensão/subtensão precisa verificar a tensão da rede ou a tensão de entrada do lado CC e entrar em contato com o fabricante para verificar o circuito interno do inversor.

(II) Falha Comum 2: Saída Anormal do Inversor (Energia Instável, Falha na Conexão à Rede)

Desempenho de falha: A potência de saída do inversor flutua muito, desconexão frequente da rede ou falha na conexão à rede para geração de energia. A detecção do lado da rede mostra tensão e frequência anormais.

Etapas de solução de problemas:

1. Detecção de parâmetros de rede: Use um multímetro para medir a tensão e a frequência no terminal de saída CA do inversor. Se exceder o padrão de conexão à rede (desvio de tensão ±7%, desvio de frequência ±0,2 Hz), será determinado que é um problema do lado da rede.

2. Inspeção do lado do módulo: Verifique se a cadeia fotovoltaica no lado CC correspondente ao inversor está bloqueada ou com defeito. Se a geração de energia do módulo for anormal, isso levará a uma potência de entrada insuficiente do inversor e causará flutuação na saída.

3. Inspeção interna do inversor: Verifique se o disjuntor lateral CA e o contator do inversor são flexíveis e confiáveis, se o dispositivo de proteção contra surtos (SPD) é inválido e se o capacitor interno está envelhecido e abaulado.

Soluções:

• Problemas no lado da rede: Entre em contato com o departamento de fornecimento de energia para solucionar falhas de rede e reinicie o inversor depois que os parâmetros da rede retornarem ao normal; se for uma flutuação da rede local, um estabilizador de tensão pode ser instalado.

• Problemas no lado do módulo: Priorize a solução de problemas de oclusão e falhas do módulo e restaure a operação do inversor após reparar os módulos.

• Problemas internos do inversor: Substitua os SPDs inválidos e capacitores antigos e aperte a fiação do lado CA; se não puder ser manuseado sozinho, entre em contato com o fabricante do inversor para manutenção profissional.

(III) Falha Comum 3: Alarmes Frequentes do Inversor e Vida Útil Reduzida

Desempenho de falha: O inversor apresenta continuamente alarmes de superaquecimento, sobrecorrente e falha de isolamento, e o envelhecimento dos componentes internos acelera após operação de longo prazo.

Etapas de solução de problemas:

1. Inspeção diária: registre a frequência e o período do alarme e analise-os em combinação com a temperatura ambiente e a geração de energia do módulo.

2. Detecção interna: Abra a carcaça do inversor, verifique se a ventoinha de resfriamento está presa, se as linhas internas estão oxidadas e se os terminais da fiação estão soltos.

Soluções:

• Manutenção regular: Limpe a poeira do interior do inversor semestralmente, lubrifique ou substitua a ventoinha de refrigeração; aperte todos os terminais de fiação para evitar oxidação e afrouxamento.

• Tratamento de alarmes: Para alarmes de superaquecimento, reforce a ventilação e a dissipação de calor; para alarmes de falha de isolamento, detecte a resistência de isolamento do lado CC do inversor e repare os danos de isolamento.

III. Falhas nos Cabos: Falhas Ocultas Propensas a Acidentes de Segurança

Os cabos das usinas fotovoltaicas são responsáveis ​​pela transmissão de energia elétrica, incluindo cabos CC, cabos CA e cabos de controle. Suas falhas são caracterizadas por forte ocultação e alta dificuldade de solução de problemas. Problemas comuns são curtos-circuitos, circuitos abertos, mau contato e danos causados ​​pelo envelhecimento.