Сервісне обслуговування сонячних електростанцій

Якісне та своєчасне сервісне обслуговування сонячних електростанцій (СЕС) збільшує продуктивність та знижує витрати на утримання й ремонт. У порівнянні з іншим обладнанням, що генерує електричний струм, СЕС прості та невибагливі у використанні, проте їх ефективність та окупність інвестицій залежить від того, наскільки професійно виконано будівництво, подальше технічне обслуговування та контроль функціонування окремих елементів системи. Якісний сервіс по експлуатації та обслуговуванню (O&M) — один з головних способів забезпечення максимально високоефективної роботи сонячної електростанції.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Фото 1. Огляд стану фотоелектричних модулів.

Які бувають причини несправностей сонячних електростанцій?

Вплив навколишнього середовища та експлуатаційні ушкодження. Наявність шкідників (гризуни, птахи), попадання блискавки та різкі перепади напруги можуть стати причиною займання (фото 2) або ураження струмом. Нерідко це призводить до пожежі на значній території електростанції. Крім того, у процесі експлуатації електростанції також можливі порушення в роботі обладнання: «гарячі точки» та мікротріщини на поверхні сонячних модулів, збій комутації стрінгів та інверторного обладнання, ослаблення контактів клем, пошкодження ізоляції та інше. Будь-які пошкодження обладнання призводять до зниження ефективності станції, тому необхідний регулярний контроль стану приладів та електропроводки.

Гарантійні випадки. Це певна група несправностей, що відбуваються з вини виробника, постачальника та інсталятора обладнання. До них відносять внутрішні дефекти окремих елементів обладнання або сонячних панелей, які можуть бути виробничим браком, пошкодженням при транспортуванні або монтажі.

Варто зазначити, що вихід з ладу всього декількох кремнієвих осередків одного фотомодуля значно знижує продуктивність всієї СЕС. Уникнути цього допомагає своєчасна заміна проблемного модуля.

На перших етапах роботи станції гарантія на обладнання та матеріали надається постачальниками, тому наявність офіційного представника виробника в Україні буде запорукою швидкої заміни бракованого елемента сонячної установки.

Моніторинг параметрів СЕС та регулярний огляд допомагають вчасно виявити приховані виробничі дефекти устаткування та матеріалів.

Критичні упущення проєкту. Це недоліки в роботі СЕС, які виникають у разі неправильно підібраного обладнання (переріз провідників, неякісні роз’єми, неякісне заземлення та інше) або у разі, коли при проєктуванні та будівництві не були враховані фактори, що впливають на ефективність роботи електростанції. Серед таких факторів найбільш впливові:

  • географічне розташування;
  • орієнтація та кут нахилу сонячних панелей;
  • температурні характеристики;
  • затінення.

Так, наприклад, температурний режим роботи електростанції істотно впливає на продуктивність генерації, особливо літом (рис.1). Тому при розміщенні СЕС на дахах будівель зазвичай залишають зазор між сонячними модулями та покрівлею. Таким чином, забезпечують додаткову циркуляцію повітря, знижують температуру та уповільнюють деградацію модулів.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Рис.1. Моделювання впливу різних температур на вихідні характеристики сонячного модуля. Джерело: «Моделювання сонячних батарей на основі різних напівпровідників», Refdb.ru.

Послуги з експлуатації та обслуговування сонячних електростанцій

Професійний пакет послуг з експлуатації та технічному обслуговуванню (O&M) сонячних електростанцій гарантує, що фотоелектрична система буде підтримувати високий рівень технічних та економічних показників протягом всього терміну служби. Всі зацікавлені сторони визнають, що високоякісні послуги по експлуатації та обслуговуванню знижують потенційні ризики та позитивно впливають на повернення інвестицій.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Фото 2. Займання проводки та трансформаторів на території фотоелектричної станції в Херсонській області в результаті короткого замикання електромережі.

Онлайн моніторинг основних показників. Після введення СЕС в експлуатацію необхідно систематично відстежувати її стан, щоб вчасно помітити й усунути можливі відхилення в роботі або пошкодження. Це включає онлайн-моніторинг, який здійснюється у віддаленому режимі за допомогою спеціальних сервісних програм. Вимірювані показники:

  • Поточні показники (напруга, струм, продуктивність);
  • Кількість генерованої електроенергії;
  • Кількість спожитої електроенергії;
  • Стан з’єднань та перемикачів;
  • Пошкодження та аварійний стан окремих елементів системи;
  • Ефективність перетворення сонячної енергії;
  • Заряд-розряд акумуляторних батарей та ін.

Вимірювання дозволяють визначити, що СЕС працює стабільно та не потребує додаткового регулювання. Крім того, у разі виявлення некоректної роботи системи, є можливість віддалено провести зміну налаштувань розподілу енергії, а також оновити програмне забезпечення обладнання. Детально про методи регулювання напруги в системах передачі та розподілу електроенергії можете дізнатися в матеріалі «Контроль потужності для промислових сонячних електростанцій».

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Рис. 2. Термографічне зображення дефектів сонячних модулів.

Роботи по оперативному та технічному обслуговуванню. Обслуговування СЕС включає регулярний огляд та ситуативний (позаплановий) супровід, який передбачає виїзд аварійної бригади, діагностику та ремонтно-відновлювальні роботи:

  • Перевірка стану кабелів та обладнання
  • Тепловізійне обстеження ящиків з’єднань та силових ланцюгів
  • Вимірювання опору ізоляції кабелів та обладнання
  • Проведення ревізії контактних з’єднань
  • Вимірювання опору заземлення
  • Вимірювання температури фотоелектричних модулів та силової частини інвертора
  • Внутрішнє очищення інвертора від пилу та бруду
  • Перевірка болтових з’єднань
  • Огляд всього обладнання та ізоляції на предмет механічних пошкоджень
  • Проведення поточного ремонту
  • Обробка показників та передача в електронному вигляді макетів
  • Виготовлення актів звірки показників та вироблення електроенергії

За останні роки розроблено велику кількість методів для перевірки фотомодулів, багато з яких застосовуються на практиці. Компанії, які надають послуги O&M, дуже зацікавлені у використанні цих методів, проте часто стикаються з проблемою вибору найбільш ефективного.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Рис. 3. Схематичне представлення різних методів перевірки фотоелектричних модулів. Джерело: Scientific and economic comparison of outdoor characterization methods for photovoltaic power plants, Sciencedirect.com.

Візуальний огляд це спосіб виявлення ушкодження фотоелектричного модуля (ФЕМ), який на сьогодні є найбільш тривіальним, але досить ефективним. Хоча багато змін у продуктивності невидимі та вимагають складних методів виявлення, спеціально навчений персонал, за допомогою зовнішнього обстеження ФЕМ, може виявити та ідентифікувати такі дефекти як: гарячі точки, сліди опіків, розшарування, пожовтіння, утворення пухирів на задній панелі, пошкодження розподільної коробки та багато інших.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Фото 3. Візуальний огляд модулів (зліва направо): гарячі точки, затінення, пожовтіння, розбите скло, розшарування, розірваний ізоляційний лист.

Господарські роботи та охорона. СЕС потребує господарського обслуговування, що включає огляд цілісності огорожі, скошування трави, очищення поверхні ФЕМ, догляд за каналізацією та багато іншого. Регулярне чищення поверхні ФЕМ запобігає нагромадженню сміття та бруду, та допомагає підтримувати оптимальну продуктивність сонячних панелей 24/7. Брудна сонячна панель може втратити до 25% своїх енергетичних можливостей.

Види недоліків та проблем у роботі сонячної електростанції

Кваліфіковані фахівці з техобслуговування СЕС систематично оглядають ввірені їм об’єкти, щоб переконатися, що все працює справно. У разі виявлення несправностей проводиться ремонт або заміна обладнання.

Найбільш типові проблеми, які виявляють професіонали, представлені в Таблиці 1.

Таблиця 1. Основні види несправностей та їх вплив на роботу сонячної електростанції

Види несправностей Наслідки для СЕС
Відсутність або послаблення кріплень, корозія Даний дефект може привести до механічних пошкоджень окремих модулів або навіть всієї системи.
Перегрів або пошкодження інверторів Попри те, що інвертори розраховані на роботу на відкритому повітрі, забитий та вчасно не очищений фільтр призведе до перегріву та збою в роботі інвертора, що призведе до коливань напруги та до зниження продуктивності станції.
Несправність або наявність дефектів фотомодулів Може стати причиною цілого ряду проблем, в тому числі зниження продуктивності системи. Несправність хоча б одного модуля може відчутно скоротити потужність СЕС.
Неякісне заземлення Відсутність відведення напруги в землю, ненадійні контакти або пошкоджена ізоляція можуть викликати не тільки зниження продуктивності, але й множинні пошкодження у всій системі.
Забита вентиляція Відсутність циркуляції повітря призводить до перегріву сонячних модулів, зниженню їх продуктивності та прискоренню деградації.
Затінення гілками дерев, забруднення фотомодулів Знижує рівень інсоляції та коефіцієнт корисної дії сонячної станції.
Виробничий брак Браковане обладнання погіршує продуктивність та може викликати збої в роботі електростанції.
Пошкодження від шкідників Буває дрібні тварини гризуть ізоляцію кабелів, а птахи в’ють гнізда в сонячних масивах. Все це створює небезпеку виникнення пожежі та ураження струмом.

 

Вибір виконавця для Operation & Maintenance

Обслуговування та сервіс сонячних електростанцій вимагають професійної підготовки, навичок та умінь. З розширенням ринку та глобалізацією портфелів сонячних інвестицій очікування щодо якості послуг швидко зростають.

Якщо обладнання було куплено у перевірених постачальників, то клієнту доступний повний пакет гарантійного обслуговування.

Перше, що варто з’ясувати в інсталяторів, зацікавлених в наданні подальших O&M послуг, це два моменти:

  1. Чи можуть інсталятори виконувати моніторинг, аналітику, виявлення першопричин та інші функції звітності?
  2. Чи є спеціальні кваліфіковані фахівці, менеджери з експлуатації та технічного обслуговування, фахівці з програмного забезпечення/ІТ, фінансові та бухгалтерські працівники?

Обслуговування сонячних фотоелектричних систем краще довірити кваліфікованим інсталяторам або фахівцям з обслуговування, які знайомі з фотоелектричними пристроями та їх процедурами безпеки. Зазвичай, постачальники послуг з обслуговування СЕС займаються широким спектром O&M підтримки фотоелектричних систем, який містить:

  • Інтерпретацію та збір даних у режимі реального часу;
  • Моніторинг виробництва енергії на постійній основі;
  • Критичний, а також некритичний ремонт;
  • Аналіз тенденцій та KPI з метою забезпечення постійного поліпшення ефективності;
  • Мінімізацію витрат та забезпечення оптимальної роботи системи;
  • Управління запасами, запчастинами;
  • Дистанційне або локальне зондування різних умов навколишнього середовища, що впливають на СЕС;
  • Виявлення проблем безпеки.

Компанії, які беруть на себе відповідальність за моніторинг та обслуговування фотоелектричних станцій, забезпечують цілодобову підтримку клієнтів через свій мережевий операційний центр. Вони пропонують робочі бізнес-ідеї у вигляді додаткових послуг для корпоративних та галузевих клієнтів.

Витрати на обслуговування та експлуатацію сонячних електростанцій

Витрати, пов’язані з обслуговуванням та експлуатацією фотоелектричних систем є незначними у порівнянні з іншими джерелами струму. Деякі з основних факторів, що впливають на рівень витрат на обслуговування сонячних електростанцій представлені у Таблиці 2:

Таблиця 2. Фактори, що визначають рівень витрат на експлуатацію та обслуговування сонячних електростанцій

Фактор Опис
Розташування Близькість до постачальника послуг, віддалений доступ або виїзд бригади до об’єкта.
Тип системи сонячних модулів Монтовані на землю, на дах, стаціонарні або трекові, та інше.
Фотоелектричні компоненти Кількість суматорів та сонячних модулів, тип та кількість інверторів, кількість трансформаторів та інше.
Зовнішнє середовище Умови навколишнього середовища, такі як солоне повітря, вологість, тепло, пилок, піщане місце, популяція птахів, промислові викиди, рівень інсоляції, наявність будівельних майданчиків в найближчих місцях та інше.

 

Комунальні підприємства та інші компанії, що виробляють сонячну енергію, приділяють все більше уваги досягненню найвищого рівня продуктивності та надійності сонячного активу. Тому, при оцінці економічного обґрунтування для фотоелектричної установки, крім розрахунків початкових витрат на сонячну електростанцію, визначається план та бюджет на експлуатацію та технічне обслуговування (O&M) станції.

Сервісне обслуговування сонячних електростанцій
Рис. 4. Напрями витрат, які слід враховувати у розрахунку бюджету на сервіс та обслуговування сонячної електростанції. Джерело: Solar Photovoltaic Plant Operating and Maintenance Costs, Scottmadden.com.

Сьогодні попит на O&M послуги зростає. В Україні є кілька компаній з обслуговування сонячних електростанцій, чиї інженери не тільки пройшли інтенсивне навчання з надання O&M послуг, але й мають хороше оснащення. Завдяки багаторічному навчанню в польових умовах вони проводять якісну та ефективну перевірку об’єкта. Регулярний моніторинг роботи СЕС дозволяє оперативно виправити неполадки та запобігати зниженню продуктивності. В цілому, команди O&M піклуються про всі аспекти обслуговування станцій, гарантуючи, що СЕС працює відповідно до міжнародних стандартів.

Компанія АВЕНСТОН приділяє велику увагу навчанню персоналу та розвитку служби з технічного та сервісного обслуговування систем електропостачання. Ми пропонуємо сервісну підтримку як для обладнання, придбаного у нашій компанії, так і для обладнання, придбаного в інших провідних світових виробників. Наші висококваліфіковані фахівці вміють попередити та усунути несправності будь-якої складності в найкоротші терміни.

За матеріалами: https://avenston.com