盡管工程設(shè)計非常出色，但世上沒有完美的系統(tǒng)。在這種情況下，可以進(jìn)行調(diào)試，為客戶驗收和后續(xù)維護(hù)建立性能基準(zhǔn)。調(diào)試不僅對光伏 (PV) 系統(tǒng)的性能很重要，而且對于設(shè)備使用壽命、安全性、投資回報和保修也很重要。
步驟 1：光伏系統(tǒng)的設(shè)計和產(chǎn)量
要得出您的站點的預(yù)期產(chǎn)量，請確定您的太陽能資源并考慮電池板上可能出現(xiàn)的任何遮陽因素。太陽能資源以峰值日照小時數(shù)（即裝置每天每平方米接收 1000 瓦輻射的小時數(shù)）計量。例如，在加利福尼亞州的許多地區(qū)，太陽能資源非常豐富：每天每平方米可接收 6000 瓦輻射，或是 6 個峰值日照小時數(shù)。使用 Fluke IRR-1 太陽光輻照度計測定現(xiàn)場的實際太陽輻照 (watts/m2) 和遮陽情況以生成衡量基準(zhǔn)。
假設(shè)您有一個 10 kW 的光伏陣列。您可以通過如下方式計算預(yù)期年產(chǎn)量：將 10 kW 陣列 x 6 個峰值日照小時數(shù) x 365 天/年 x 0.85（由于布線和逆變器中的功率損耗而降額 15%）。該陣列應(yīng)每年為我們產(chǎn)生 18,615 kWh 的電能，或每天產(chǎn)生 51 kWh 的電能。
步驟 2：測量光伏性能
安裝系統(tǒng)后，通過測量其電氣特性和光伏陣列的實際功率輸出，確保系統(tǒng)按設(shè)計預(yù)期運行。
光伏陣列的性能基于其電流-電壓 (IV) 曲線。逆變器不僅可以將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，還可以通過捕獲電流和電壓來盡量提高其功率輸出（因為功率 = 電壓 x 電流），在這種情況下，模組產(chǎn)生的功率最大。短路電流 (Isc) 是來自電池的最大電流，由于沒有電壓差（正極和負(fù)極導(dǎo)線相接觸），因此不會產(chǎn)生功率。斷路電壓 (Voc) 是來自電池的最大電壓，由于電路開路，將不會產(chǎn)生功率。光伏模塊產(chǎn)生最大功率的點稱為最大功率點 (mpp)。
要了解陣列是否按設(shè)計工作，您需要了解模塊數(shù)據(jù)表上列出的 Voc 和 Isc。安裝前后請測量 Voc 和 Isc。
通過使用 Fluke 393 FC CAT III 鉗表測量 Voc，可確定正極和負(fù)極端子之間的電壓。393 FC 屬于 CAT III 1500 V/CAT IV 600V 安全等級，能在太陽能裝置等 CAT III 環(huán)境中安全可靠地進(jìn)行測量。使用 Fluke 64 MAX 紅外測溫儀測定模塊的溫度，以考慮溫度對 Voc 的影響（溫度越低，電壓越高，反之亦然）。在檢測 Voc 時，393 FC 會通過音頻發(fā)出極性警告。如果接反，則匯流箱或其他電路可能會意外串聯(lián)，從而導(dǎo)致電壓超過逆變器最大輸入電壓。
要測試 Isc，請斷開所有并聯(lián)電路并安全地短路。通過萬用表測量正極和負(fù)極端子之間的電流。將轉(zhuǎn)盤設(shè)定至大于預(yù)期值的電流值。通過 Fluke Connect? 應(yīng)用程序記錄并保存 Isc 和 Voc，以進(jìn)行趨勢分析和生成報告
?
檢查導(dǎo)線的絕緣電阻、模塊之間以及模塊與機架之間的連接，以及您的對地電阻。使用 Fluke 1630-2 FC 接地鉗表測量接地電阻，以確保電阻小于 25 歐姆。
步驟 3：診斷異常情況
即使安裝正確，光伏系統(tǒng)也可能達(dá)不到預(yù)期的發(fā)電量。光伏模塊具有規(guī)定的電氣特性非常重要，因為逆變器具有最小和最大輸入電流，低于和高于這些電流時，都不會有功率輸出。
場景 1：開路電壓或短路電流高于或低于數(shù)據(jù)表上的相關(guān)值
在這種情況下，說明電路中有一個或多個模塊的特性不符合規(guī)格要求。斷路電壓超出范圍意味著您的逆變器可能無法輸出功率。短路電流超出范圍表示模塊不匹配，這會嚴(yán)重降低陣列的性能，因為電路的電流受到具有最低電流的模塊的限制。識別并更換模塊。
場景 2：功率輸出低
如果您看到功率輸出低于預(yù)期值，則可能存在問題。雖然輸出有一些波動很正常，但持續(xù)低于預(yù)測的輸出則可能表示出現(xiàn)電路故障、接地故障或遮陽問題。
其中一個原因可能是存在過熱點，電流和熱量積聚在短路的電池上，從而導(dǎo)致電池性能下降，并可能發(fā)生火災(zāi)。熱像儀（如 Fluke Ti480 PRO 紅外熱像儀或 TiS75+ 熱像儀）可以快速識別過熱點。
接地故障是另一種故障，但它們更難診斷，需要檢測每根導(dǎo)線和設(shè)備接地導(dǎo)線 (EGC) 的電壓和電流，其中設(shè)備接地導(dǎo)線用于將雜散電流傳輸?shù)酱蟮亍GC 上的電壓和電流用于指示接地故障。接地故障是由于導(dǎo)線絕緣損壞、安裝不當(dāng)、導(dǎo)線被夾住和進(jìn)水造成的，這些情況可能會在導(dǎo)線和 EGC 之間形成電氣連接。找出問題的根源，更換損壞的導(dǎo)線或改善狀況。
功率輸出低的其他原因可能是您所在的位置存在遮陽問題，以及傾斜度和指南針方向（方位角）不佳。使用太陽能追蹤器查找任何新的遮陽源，并在可能的情況下予以消除。雖然可能無法通過改變光伏陣列的傾斜度和指南針方向，來使光伏板更直接地朝向太陽，但您應(yīng)知道傾斜度和方位角，以便建立衡量基準(zhǔn)供將來參考。
在大型光伏系統(tǒng)中，太陽能系統(tǒng)中的電力在逆變后通過變壓器以升高電壓，然后進(jìn)入開關(guān)設(shè)備和中壓電纜，在這種情況下，絕緣電阻降低是個常見的問題。對于中高壓電纜，請使用 Fluke 1555 FC 10 kV 絕緣測試儀，該測試儀可測試高達(dá) 10,000 V 的電壓。
對于配有電池的系統(tǒng)，請使用 Fluke 500 系列蓄電池分析儀將預(yù)期的電池電壓和荷電狀態(tài)與實際值進(jìn)行比較。
