Когда необходимо сервисное обслуживание СЭС?

Качественное и своевременное сервисное обслуживание солнечных электростанций (СЭС) увеличивает их производительность и существенно снижает операционные затраты на содержание и ремонт. По сравнению с другим электрогенерирующим оборудованием, современные солнечные электростанции просты и очень неприхотливы в уходе. Но их производительность и окупаемость инвестиций зависят от того, насколько профессионально было выполнено проектирование и строительство, а также последующее техническое обслуживание и контроль функционирования отдельных элементов СЭС. Качественный сервис по эксплуатации и обслуживанию (O&M) — один из важных способов обеспечения максимально высокоэффективной работы вашей солнечной электростанции.

Фото 1. Осмотр состояния фотоэлектрических модулей
Фото 1. Осмотр состояния фотоэлектрических модулей

Какие встречаются причины дефектов солнечных электростанций?

Влияние окружающей среды и эксплуатационные повреждения. Воздействие вредителей (грызуны, птицы), удары молний и резкие броски напряжения могут стать причиной возгорания или поражения током. Нередко это приводит к пожару на значительной территории солнечной электростанции. Кроме того, в процессе эксплуатации СЭС также возможны сбои в работе оборудования: «горячие точки» и микротрещины на поверхности солнечных батарей, сбой соединения стрингов и инверторного оборудования, ослабление контактов клемм, повреждение изоляции кабелей и т.д. Любые повреждения электрогенерирующего оборудования приводят к снижению эффективности станции, поэтому необходимы регулярный контроль и проверка состояния приборов и электропроводки.

Гарантийные случаи. Это определенная группа поломок, происходящих по вине производителя, поставщика или установщика оборудования. К ним относят внутренние дефекты отдельных элементов оборудования или солнечных батарей, которые могут быть производственным браком, повреждением при транспортировке или монтаже.

Стоит отметить, что выход из строя всего нескольких кремниевых ячеек одной солнечной батареи существенно снижает производительность всей СЭС. Избежать этого помогает своевременная замена проблемного PV модуля.

На первых этапах работы станции гарантия на оборудование и материалы предоставляется поставщиками, поэтому наличие официального представителя производителя в Украине будет залогом быстрой замены бракованного элемента солнечной установки.

Круглосуточный удаленный мониторинг работы СЭС, анализ ее параметров и регулярный осмотр помогают вовремя выявить скрытые производственные дефекты оборудования и материалов.

Критические упущения проекта. Это недостатки в работе СЭС, которые возникают в случае неправильно подобранного оборудования (маленькое сечение проводников, некачественные разъемы, неправильно рассчитанное заземление и т.д.) или в случае, когда при проектировании и строительстве не были учтены важные факторы, влияющие на эффективность работы электростанции. Среди таких факторов наибольший эффект оказывают:

  • географическое месторасположение фотоэлектрической установки;
  • ориентация и угол наклона солнечных батарей к горизонту и их азимут;
  • температурные и климатические условия;
  • наличие источников затенения.

Так, например, температурный режим работы солнечной электростанции существенно влияет на ее производительность, особенно в летние дни (рис.1). Поэтому при размещении СЭС на крышах зданий обычно оставляют зазоры между солнечными батареями и кровлей. Таким образом, обеспечивая дополнительную циркуляцию воздуха, получается снизить температуру и замедлить деградацию фотоэлектрических модулей.

Рис.1. Моделирование влияния температуры на выходные характеристики солнечного модуля. Источник: «Моделирование солнечных батарей на основе различных полупроводников», Refdb.ru
Рис.1. Моделирование влияния температуры на выходные характеристики солнечного модуля. Источник: «Моделирование солнечных батарей на основе различных полупроводников», Refdb.ru

Услуги по эксплуатации и обслуживанию солнечных электростанций

Профессиональный пакет услуг по эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M) солнечных электростанций гарантирует, что фотоэлектрическая система будет поддерживать высокий уровень технических и, следовательно, экономических показателей в течение всего срока службы. В настоящее время все специалисты признают, что высококачественные услуги по эксплуатации и обслуживанию снижают потенциальные риски и положительно влияют на возврат инвестиций.

Фото 2. Возгорание проводки и трансформаторов на территории фотоэлектрической станции в Херсонской области в результате короткого замыкания электросети.
Фото 2. Возгорание проводки и трансформаторов на территории фотоэлектрической станции в Херсонской области в результате короткого замыкания электросети.

Онлайн мониторинг основных показателей. После ввода СЭС в эксплуатацию необходимо систематически отслеживать её состояние, чтобы вовремя обнаружить и устранить возможные сбои в работе или неполадки. Это включает онлайн-мониторинг, который осуществляется в удалённом режиме с помощью специальных компьютерных программ.  Измеряемые показатели:

  • Текущие показатели (напряжение, ток, эффективность, суммарная генерация за период);
  • Общее количество сгенерированной электроэнергии;
  • Общее количество потреблённой электроэнергии;
  • Техническое состояние соединений и переключателей;
  • Повреждения и аварийное состояние отдельных элементов СЭС;
  • Эффективность преобразования солнечной энергии (КПД);
  • Заряд-разряд аккумуляторных батарей и др.

Измерения позволяют определить, что СЭС работает стабильно и не нуждается в дополнительной наладке. Кроме того, в случае обнаружения некорректной работы системы, есть возможность удалённо провести изменение настроек по распределению энергии, а также обновить программное обеспечение. Подробнее о методах регулирования напряжения в системах передачи и распределения электроэнергии можете узнать в материале «Контроль мощности для промышленных солнечных электростанций».

Рис. 2. Термографическое изображение дефектов солнечных батарей.
Рис. 2. Термографическое изображение дефектов солнечных батарей.

Работы по оперативному и техническому обслуживанию. Обслуживание СЭС включает регулярный осмотр и ситуативное (внеплановое) сопровождение, которое предполагает выезд аварийной бригады, диагностику и ремонтно-восстановительные работы:

  • Проверка технического состояния кабелей и оборудования
  • Тепловизионный контроль ящиков соединений и силовых цепей
  • Измерение сопротивления изоляции кабелей и оборудования
  • Проведение ревизии контактных соединений, разъемов, муфт
  • Измерение сопротивления элементов системы заземления
  • Измерение температуры фотоэлектрических модулей и силовой части солнечных инверторов
  • Внутренняя очистка инверторов от загрязнений (пыль, грязь, помет грызунов и т.п.)
  • Проверка болтовых соединений и креплений
  • Осмотр всего оборудования и изоляции на предмет механических повреждений
  • Проведение текущего ремонта
  • Обработка показателей и передача в электронном виде макетов
  • Изготовление актов сверки показателей и выработки электроэнергии

За последние годы разработано большое количество методов для проверки солнечных батарей и многие применяются на практике. Компании, оказывающие услуги O&M, очень заинтересованы в использовании этих методов, однако часто сталкиваются с проблемой выбора наиболее эффективного.

Рис. 3. Схематическое представление различных методов проверки фотоэлектрических модулей. Источник: Scientific and economic comparison of outdoor characterization methods for photovoltaic power plants, Sciencedirect.com.
Рис. 3. Схематическое представление различных методов проверки фотоэлектрических модулей. Источник: Scientific and economic comparison of outdoor characterization methods for photovoltaic power plants, Sciencedirect.com.

Визуальный осмотр как способ обнаружения неисправностей фотоэлектрического модуля (ФЭМ) на сегодня является наиболее тривиальным, но достаточно эффективным. Хотя многие изменения в производительности невидимы и требуют более сложных методов обнаружения, специально обученный персонал, посредством внешнего обследования ФЭМ, может выявить и идентифицировать такие дефекты как: горячие точки, следы ожогов, расслаивание, пожелтение, образование пузырей на задней панели, повреждения распределительной коробки и многие другие.

Фото 3. Визуальный осмотр модулей (слева направо): горячие точки, затенение, пожелтение, разбитое стекло, расслаивание, разорванный изоляционный лист.
Фото 3. Визуальный осмотр модулей (слева направо): горячие точки, затенение, пожелтение, разбитое стекло, расслаивание, разорванный изоляционный лист.

Хозяйственные работы и охрана. Также солнечная электростанция нуждается в дополнительном обслуживании, которое включает в себя обзор целостности ограждения, скашивание травы, очистку поверхности солнечных батарей, уход за сантехникой и канализацией и многое другое. Регулярная очистка поверхности ФЭМ предотвращает от накопления мусора и грязи, и помогает поддерживать оптимальную производительность солнечных панелей 24/7. Грязная солнечная панель может потерять до 25% своих энергетических возможностей.

Виды неисправностей и проблем в работе солнечной электростанции

Квалифицированные специалисты по техобслуживанию СЭС систематически осматривают вверенные им объекты, чтобы убедиться, что все работает исправно. В случае обнаружения неисправностей производится ремонт или замена оборудования.

Наиболее типичные проблемы, которые обнаруживают профессионалы, представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Основные виды неисправностей и их влияние на работу солнечной электростанции.
Виды неисправностей Последствия для СЭС
Отсутствие или ослабление крепежных деталей, коррозия Данный дефект может привести к механическим повреждениям отдельных модулей или даже всей системы.
Перегрев или повреждение солнечных инверторов Несмотря на то, что инверторы рассчитаны на работу на открытом воздухе, забитый и вовремя не очищенный фильтр приведёт к перегреву и сбою в работе инвертора, что приведет к колебаниям напряжения и к снижению производительности станции.
Неисправность или наличие дефектов у фотоэлектрических модулей Может стать причиной целого ряда проблем, в том числе снижение производительности системы. Неисправность хотя бы одного модуля может ощутимо сократить мощность СЭС.
Некачественное заземление Отсутствие отвода напряжения в землю, ненадежные контакты или повреждённая изоляция могут вызвать не только снижение производительности, но и множественные повреждения во всей системе.
Забитая или неработающая вентиляция Отсутствие циркуляции воздуха приводит к перегреву солнечных модулей, снижению их производительности и ускорению деградации.
Затенение ветками деревьев, загрязнение фотомодулей Снижает уровень инсоляции и коэффициент полезного действия солнечной станции.
Производственный брак оборудования Бракованное оборудование ухудшает производительность и может вызывать сбои в работе электростанции.
Повреждения от вредителей Бывает мелкие животные грызут изоляцию кабелей, а птицы вьют гнезда в солнечных массивах. Все это создает опасность пожара и удара током.

Выбор исполнителя для Operation&Maintenance

Обслуживание и сервис солнечных электростанций требуют профессиональной подготовки, навыков и умений. С ростом рынка и глобализацией портфелей солнечных инвестиций ожидания в отношении качества услуг быстро растут.

Если оборудование было куплено у проверенных поставщиков, то клиенту доступен полный пакет гарантийного обслуживания.

Первое, что стоит уточнить у инсталляторов, заинтересованных в предоставлении последующих O&M услуг, это два момента:

  1. Могут ли инсталляторы выполнять мониторинг, аналитику, обнаружение первопричин и другие функции отчетности?
  2. Имеются ли специальные квалифицированные специалисты, менеджеры по эксплуатации и техническому обслуживанию, специалисты по программному обеспечению/ИТ, финансовые и бухгалтерские работники?

Обслуживание солнечных фотоэлектрических систем лучше всего доверить квалифицированным инсталляторам или специалистам по обслуживанию, которые знакомы с фотоэлектрическими устройствами и их процедурами безопасности. Обычно, поставщики услуг по обслуживанию СЭС занимаются широким спектром O&M фотоэлектрических систем, который включают в себя:

  • Интерпретация и сбор данных в режиме реального времени;
  • Мониторинг производства энергии на постоянной основе;
  • Критический, а также некритический плановый ремонт;
  • Анализ тенденций и KPI с целью обеспечения постоянного улучшения эффективности;
  • Минимизации затрат и обеспечение наилучшей производительности системы;
  • Управление запасами, запчастями;
  • Дистанционный контроль или локальное зондирование различных условий окружающей среды, влияющих на СЭС;
  • Выявление проблем безопасности.

Компании, которые берут на себя ответственность за мониторинг и обслуживание фотоэлектрических станций, обеспечивают круглосуточную поддержку клиентов через свой диспечерско-операционный центр. Они предлагают эффективные рабочие бизнес-идеи в виде дополнительных услуг для корпоративных и отраслевых клиентов.

Затраты на обслуживание и эксплуатацию солнечных электростанций

Расходы, связанные с обслуживанием и эксплуатацией фотоэлектрических систем незначительны по сравнению с другими электрогенерирующими устройствами. Некоторые из основных факторов, влияющих на уровень затрат на обслуживание солнечных электростанций представлены в Таблице 2:

Таблица 2. Факторы, определяющие уровень затрат на эксплуатацию и обслуживание солнечных электростанций.
Фактор Описание
Расположение объекта Близость к поставщику услуг, удаленный доступ или выезд бригады к объекту
Тип системы солнечных батарей Монтируемые на землю, на крышу, стационарные или трековые, и т. д.
Фотоэлектрические компоненты Количество сумматоров и солнечных модулей, тип и количество инверторов, количество трансформаторов и т. д.
Внешняя среда Условия окружающей среды, такие как соленый воздух, влажность, тепло, пыльца, песчаное место, популяция птиц, промышленные выбросы, уровень инсоляции, наличие строительных площадок в ближайших местах и ​​т. д.

Коммунальные предприятия и другие компании, производящие солнечную энергию, уделяют все больше внимания достижению высочайшего уровня производительности и надежности от солнечного актива. Поэтому, при оценке экономического обоснования для фотоэлектрической установки, кроме расчетов первоначальных затрат на солнечную электростанцию, определяется план и бюджет на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M).

Рис. 4. Направления расходов, которые следует учитывать при расчёте бюджета на сервис и обслуживание солнечной электростанции. Источник: Solar Photovoltaic Plant Operating and Maintenance Costs, Scottmadden.com.
Рис. 4. Направления расходов, которые следует учитывать при расчёте бюджета на сервис и обслуживание солнечной электростанции. Источник: Solar Photovoltaic Plant Operating and Maintenance Costs, Scottmadden.com.

В настоящее время спрос на O&M услуги растет. В Украине есть несколько опытных компаний по обслуживанию солнечных электростанций, чьи инженеры не только прошли интенсивное обучение по предоставлению O&M услуг, но и имеют хорошее оснащение. Благодаря многолетнему обучению в полевых условиях они проводят качественную и эффективную проверку объекта. Регулярный мониторинг работы СЭС позволяет оперативно исправить неполадки и предупредить снижение производительности. В целом, команды O&M заботятся обо всех аспектах обслуживания станций, гарантируя, что установка работает в соответствии с международными стандартами.

Компания АВЕНСТОН уделяет большое внимание обучению персонала и развитию службы по техническому и сервисному обслуживанию систем электроснабжения. Мы предлагаем сервисную поддержку как для оборудования, приобретенного у нашей компании, так и для оборудования, приобретенного у других ведущих мировых производителей. Наши высококвалифицированные специалисты умеют предупредить и устранить неполадки любой сложности в кратчайшие сроки.

Солнечные электростанции — это одна из ключевых и многократно подтвержденных на практике компетенций для компаний, входящих в группу Авенстон. Мы оказываем все необходимые услуги для проектов солнечной энергетики, начиная от сопровождения девелопмента или предпроектных изысканий и заканчивая сервисным обслуживанием уже построенных фотоэлектрических станций или систем. Все этапы реализации подобных проекты выполняются нами самостоятельно или с привлечением тщательно отобранных партнеров. В последнем случае, все ключевые процессы управляются контролируются штатными менеджерами проектов Авенстон. В перечне наших солнечных проектов большое количество спроектированных и построенных промышленных солнечных электростанций, коммерческих солнечных электростанций и домашних солнечных электростанций. Если у вас есть планы по строительству собственной солнечной электростанции любого типа и размера, пожалуйста, обращайтесь в компанию Авенстон. Мы с большим удовольствием поможем вам реализовать ваш проект самым оптимальным образом.