И отопление от солнечных батарей, и генерация электроэнергии для ее последующей реализации по «зеленому тарифу» сегодня — несмотря на изменения в законодательстве — остаются достаточно выгодными. Но при этом одно из обязательных условий эффективной работы современной электростанции — своевременный сервис панелей и инвертора. Регулярное обслуживание позволят устранить существующие неполадки в работе оборудования, повысить мощность установки до проектных показателей, а значит — обеспечивает минимизацию срока окупаемости системы.

При этом одной из ключевых проблем при выполнении сервисных работ является сложность диагностики. На современной солнечной электростанции генерация обеспечивается за счет работы солнечных панелей большой площади — и очень часто найти проблемный участок, даже зная о его существовании по косвенным признакам (плохое качество генерации, падение мощности), невозможно. В этом случае оптимальным решением будет обследование с помощью тепловизора. Построение карты температур позволяет найти малейшие отклонения от нормы, и локализовать неисправности.

Чем выше мощность солнечной электростанции, тем выше требования к бесперебойной работе всех ее компонентов. Да, с одной стороны, незначительное снижение генерации за счет выхода из строя одной или нескольких батарей может быть незамеченным. Но с другой — такие мелкие сбои имеют свойство накапливаться, и потому станция не развивает проектную мощность даже в благоприятных климатических условиях. Именно поэтому регулярное обслуживание оборудования и диагностика — в том числе тепловизионная — обязательны и для небольших фотоэлектростанций, и для масштабных установок с большой производительностью.

Плохое качество генерации и снижение мощности солнечной электростанции может быть обусловлено целым комплексов факторов. При использовании дешевых панелей от производителей, которые не беспокоятся о своей репутации очень часто выработка электроэнергии падает из-за брака самого оборудования.

Обратите внимание! Самая распространенная проблема такого характера — «горячие точки» (hot spots). В этих точках, которые образуются из-за нарушения технологии производства фотоэлементов, наблюдается локальное повышение температуры. Из-за этого не только уменьшается эффективность выработки электричества панелью, но и ускоряется ее деградация. Иногда горячая точка появляется и на исправной панели в месте ее затенения или при контакте с посторонним предметом. При длительной эксплуатации панели с горячими точками возможно возгорание конструкции или плавление защитного слоя.

Но даже покупка качественных моно- и поликристаллических панелей, а также установка инверторов и другой техники от проверенных производителей не гарантируют, что со временем эффективность генерации не понизится, и СЭС в течение всего срока эксплуатации будет работать с проектной мощностью.

Если исключить из списка причин изначально испорченное оборудование, то падение выработки энергии может быть вызвано:

Микротрещинами на панелях, которые появляются при складировании, хранении, погрузке, разгрузке или монтаже.

Деламинации — расслоении панелей с нарушением целостности кристаллической структуры.

Деформацией фотоэлементов под воздействием механических нагрузок или перепадов температур.

Почти всегда причиной появления таких дефектов становится некачественный монтаж — низкая квалификация мастеров, выполняющих установку оборудования, приводит к тому, что малейшее воздействие провоцирует серьёзную поломку. Но при значительных масштабах солнечной электростанции даже идеально точное соблюдение правил установки не может гарантировать, что через некоторое время не будут обнаружены дефекты, влияющие на эффективность генерации.

Чем же опасно игнорирование таких микроскопических или локальных дефектов?

Об основных технических угрозах мы уже сказали: есть риск возгорания панелей в местах локального перегрева, кроме того, при появлении дефекта на ограниченном участке быстро начинает разрушаться вся панель целиком.

Но главная угроза касается снижения эффективности генерации. Внешне дефекты могут никак не проявляться — но владелец СЭС будет наблюдать, как выработка энергии плавно и неотвратимо снижается. Выявить испорченное оборудование самостоятельно довольно сложно (особенно при большом количестве панелей или установки их в труднодоступных местах) — потому без профессионального обследования убытки будут неминуемы. Ежегодные потери на СЭС мощностью до 30кВт могут составлять от 500 долларов, потому финансовая целесообразность профессиональной инспекции вполне очевидна. Чем раньше будет выявлен проблемный участок и проведен ремонт — тем меньшими будут потери.

Чтобы сервис панелей и инвертора был эффективным, а замена генерирующих модулей действительно привела к восстановлению расчётной производительной СЭС, нужно провести точную диагностику. Одним из наиболее эффективных методов, быстро и наглядно демонстрирующих проблемные участки, считается тепловизионное обследование.

При этом нужно иметь в виду, что использование ручных тепловизоров — пусть и достаточно качественных — для поиска дефектов солнечных панелей не может быть эффективным. Связано это:

Во-первых, с большой площадью обследуемого объекта.

Во-вторых, со сложностью доступа к панелям и возможным их повреждением при перемещении для проверки ручным тепловизором.

Поэтому ручная тепловизионная съемка применяется только в качестве вспомогательного метода, а также при обследовании электрических коммутаций, о чем будет сказано ниже. А основные генерирующие площади — то есть сами солнечные панели — обследуют с помощью беспилотных летательных аппаратов (дронов). Для выполнения этой задачи используются дроны, оборудованные тепловизионными камерами с высокой (≤0,08K) чувствительностью и хорошим разрешением. Это дает возможность обследовать большие площади генерирующих установок за малые промежутки времени, выявляя любые температурные аномалии, которые могут свидетельствовать о неполадках в работе солнечных панелей.

Как правило, обследование производится в ясные дни с хорошим уровнем инсоляции — это дает возможность оценить состояние панелей в момент их максимально активной работы. Для более точной локализации дефектов желательно, чтобы температура воздуха была как можно ниже — так температурные градиенты будут максимально контрастными. Сама процедура может отличаться для разных объектов, но в большинстве случаев схема работы остается неизменной:

На предварительном этапе согласовывается схема работ и определяются границы территории, которую нужно обследовать.

Если используется дрон с одной камерой, то сначала выполняется облет территории для стандартной съемки и картографирования. Это позволяет создать максимально точную и актуальную схему размещения солнечных панелей, которая затем будет «привязана» к результатам тепловизионной съемки.

При использовании дрона, оборудованного двумя камерами — стандартной и совмещенной с тепловизором — облет выполняется один раз. При этом фиксируется термографическая карта участка, на которой четко проявляются температурные аномалии соответствующие местам с некорректно работающими солнечными батареями.

Обратите внимание! Если есть возможность, то обследованию подвергается также тыльная сторона солнечных панелей. В этом случае можно избежать ложно-положительных срабатываний тепловизора из-за бликов иди других артефактов — с тыльной стороны панелей обнаруживаются только места перегрева, соответствующие дефектным участкам.

По результатам проверки формируется отчет, на котором указываются элементы с аномально высокими температурами. Основываясь на этом отчете, владелец солнечной электростанции может планировать сервис панелей и инвертора, замену генерирующих элементов и другие работы, нужные для поддержания максимальной работоспособности СЭС.

Некачественный монтаж оборудования, использование дешевых комплектующих, воздействие внешних факторов и т.д. могут привести к тому, что эффективность генерации солнечной электростанции будет снижена даже при условии полной исправности всех панелей. Поэтому методы термографии могут применяться при комплексной инспекции станций.

Тепловизоры используют для выявления перегрева:

Двигателей.

Инверторов.

Трансформаторов.

Соединений низкого/среднего напряжения.

Любых коммутационных узлов в электрошкафах.

Практически в 100% случаев локальный перегрев свидетельствует о повышенном сопротивлении, а значит — о проблеме с контактом. Ранее выявление таких дефектов дает возможность устранить их с минимальными трудозатратами и финансовыми потерями. При этом вовремя проведенный ремонт, запланированный на основе обследования электростанции с помощью тепловизора, часто позволяет избежать серьезных аварий или сбоев в работе.

Чем выше мощность солнечной электростанции, и чем больше срок ее окупаемости — тем выше актуальность максимально эффективной генерации. Даже на сравнительно небольших установках потери из-за дефектных панелей могут составлять сотни долларов в год, потому очень важно вовремя выявлять поврежденные участки и менять такое оборудования.

Визуальная и инструментальная диагностика в таких случаях серьезно затруднена. Потому наиболее эффективной методикой обследования является применение тепловизоров — ручных или установленных на беспилотных аппаратах. Такая технология малозатратна, но ее результаты вполне наглядны и могут использоваться для планирования сервисных или ремонтных работ.