Check up energetico impianti fotovoltaici

Il servizio di check-up è offerto ai proprietari ed ai conduttori di impianti fotovoltaici.

Il check-up è fondamentale poiché la potenza degli impianti fotovoltaici varia istantaneamente in funzione di numerose variabili meteorologiche, per cui non è possibile, sulla base dei soli dati di produzione, determinare se il funzionamento dell’impianto è corretto o meno.

Le verifiche sono pertanto mirate a individuare ogni avaria, malfunzionamento o situazione potenzialmente dannosa con la massima tempestività, in maniera da intervenire e mantenere gli impianti costantemente in condizioni di massima performance.

Le attività sono eseguite da tecnici esperti laureati, che si avvalgono di strumentazione certificata e calibrata. Ogni attività eseguita in campo si completa con una fase desk e con l’emissione di un rapporto di indagine.

Il rapporto ha lo scopo di:

• relazionare sulla condizione puntuale dell’impianto
• guidare la fase manutentiva alla risoluzione delle problematiche riscontrate
• supportare eventuali claim nei confronti dei fornitori di tecnologia
• costituire un documento probante in sede di eventuali contenziosi

Il servizio comprende le seguenti attività, che possono essere eseguite integralmente o modulate sulla base delle richieste:

1. esecuzione di indagine termografica sui componenti degli impianti
   
   
2. esecuzione di test funzionali tramite misura della curva I-V sui moduli fotovoltaici che presentano anomalia termografica e su un campione di moduli installati, per determinare se il funzionamento sia nei margini di tolleranza previsti o se vi sia la necessità di invocare la garanzia di performance del costruttore
   
   
3. misura del PR istantaneo, cioè dell’efficienza di conversione energetica, tramite strumentazione portatile con misure del rendimento di conversione DC/AC e del rendimento dei moduli solari.

SPECIFICHE DEL SERVIZIO PLANT CHECK

Le attività sono svolte da personale addestrato e qualificato per l’esecuzione delle attività previste.

La strumentazione impiegata è dotata di tutte le necessarie certificazioni e possiede al momento dell’uso calibrazione in corso di validità. In particolare, le specifiche di esecuzione delle varie attività sono le seguenti:

• indagine termografica eseguita in conformità alle norme UNI 10824-1 e ASTM E1934. Le indagini sono condotte in condizioni di irradianza > 600 W/mq; i risultati sono trattati in maniera da evidenziare le tipologie di difetti eventualmente riscontrati ed una loro rapida localizzazione in sito. Gli elementi oggetto di indagine sono:
  – Moduli
  – Inverter
  
  
• misura della caratteristica I-V dei moduli che presentano anomalie e seguente comparazione con i valori scalati desunti dalle liste di flash test secondo IEC/EN 60891. Le prove sono eseguite tramite strumentazione portatile in condizioni di irradianza > 600 W/mq. La committenza deve garantire per l’esecuzione di questa prova l’assistenza dell’O&M Contractor dell’impianto al personale ALENS.
  
  
• misura del PR istantaneo ed efficienza di conversione: la verifica della resa energetica viene eseguita con strumentazione portatile secondo le modalità indicate per la misura dal D.M. 19/02/2007 e dalla Guida CEI 82-25 in maniera da determinare la produzione energetica in uscita dai moduli fotovoltaici e dall’inverter e verificare che esse siano superiori a determinate soglie di riferimento.

SINTESI DEGLI OUTPUT E RAPPORTO TERMOGRAFICO

Il rapporto termografico contiene il dettaglio di tutte le anomalie riscontrate dall’indagine con termocamera.

Le informazioni sono anche raccolte in prospetti sinottici che restituiscono immediatamente lo stato dell’impianto. Di seguito un esempio, da un cluster reale di impianti, di alcuni prospetti.

Il rapporto termografico contiene il dettaglio di tutte le anomalie riscontrate dall’indagine con termocamera.

Le informazioni sono anche raccolte in prospetti sinottici che restituiscono immediatamente lo stato dell’impianto. Da un cluster reale di impianti, di seguito un esempio di alcuni prospetti:

Statistica difetti

ESAME PUNTUALE DELLE ANOMALIE

Si noti che per ciascuna anomalia vengono riportate tutte le informazioni di posizione (riferimento su layout), numero seriale e tipo di anomalia/difettosità.

ESEMPIO INTERA SOTTOSTRINGA DI CELLE INATTIVA

SN: 201106117851

Posizione: 7° vela; 4° pannello alto da est

Difettosità: sottostringa di celle uniformemente più calda (ΔT= 3-5°C). Si evidenzia inoltre un leggero surriscaldamento sulla scatola di giunzione del panello per effetto della potenza dissipata dal diodo di bypass in conduzione.

ESEMPIO DIFETTOSITÀ A LIVELLO DI SINGOLA CELLA

SN: 201010121193

Posizione: 26° vela; 22° pannello alto da ovest

Difettosità: singola cella più calda. Anomalia termica connessa a perdite per “mismatching” a livello di cella. La cella difettosa viene forzata in polarizzazione inversa dissipando in calore parte della potenza generata dalle restanti celle.

Note: le aree del pannello che presentano anomalie termiche sono state esaminate ricavando il profilo di temperatura riportato a margine del termogramma. Le aree fredde visibili nei termogrammi rappresentano le strutture di supporto del generatore FTV.

SINTESI DEGLI OUTPUT E RAPPORTO SULLE PRESTAZIONI

Il rapporto sulle prestazioni contiene gli esiti delle indagini eseguite sulla performance:

• dell’intero impianto (PR istantaneo a livello di singolo inverter)
• sulla prestazione residua dei singoli moduli, che deve essere allineata a quella garantita dal costruttore (in funzione della garanzia sul decadimento prestazionale)

VERIFICA PRESTAZIONALE IMPIANTO

La resa energetica dei generatori fotovoltaici è verificata a norma delle prescrizioni del D.M. 19/02/2007 e della Guida CEI 82-25 e s.m.i..

La verifica è eseguita in presenza di un irraggiamento sul piano dei moduli superiore a 600 W/m2.

L’output è costituito da una tabella che riporta, oltre alle altre grandezze, il valore del PR istantaneo di ogni sottocampo associato ad un inverter o cassetto di inverter. Di seguito un esempio relativo ad un cluster reale:

Se il PR è sotto il valore di 80% esiste una problematica a livello di sottocampo che deve essere indagata.

VERIFICA PRESTAZIONALE MODULI (CURVE I-V)

Tali verifiche si eseguono su un campione di moduli fotovoltaici grazie ad un apposito strumento.

Per ciascun pannello esaminato i valori di potenza misurati nelle condizioni di prova, traslati nelle condizioni STC in accordo alla norma IEC/EN 60891, vengono confrontati con i dati nominali dichiarati dal costruttore.

In particolare ciascun costruttore offre una garanzia sulla performance dei moduli per un periodo di 25 anni. Tipicamente i moduli sono garantiti per un decadimento del 10% della potenza nominale nei primi 10-12 anni e del 20% all’anno 25.

Grazie alla verifica in oggetto è possibile misurare con precisione la caratteristica corrente-tensione del modulo riportandola alle condizioni standard e confrontarla con il decadimento atteso. Se la differenza tra decadimento reale e atteso è maggiore di quello garantito è necessario un approfondimento sulle cause e l’apertura del claim in garanzia con il produttore dei moduli.

Di seguito un esempio relativo ad un campione di moduli reale. Si osservi che per la determinazione dello scostamento, accettabile se inferiore al 10%, che i moduli in esame hanno potenza di picco pari a 230Wp.

*Per la determinazione della temperatura modulo è stata utilizzata la funzione ECT (Equivalent Cell Temperature), secondo norma CEI EN 60904-5.

CONCLUSIONI E PIANI DI VERIFICA

Per eseguire le prove descritte non è necessario disattivare gli impianti.

I rapporti di prova sono mirati a indicare con chiarezza dove intervenire per ripristinare le condizioni di funzionamento ottimali.

Si consideri che, per come è realizzato un impianto fotovoltaico, una problematica di sotto-performance su un modulo influenza l’intera stringa, ossia porta a sotto-performare anche gli altri 15-19 moduli ad esso elettricamente collegati.

Per problematiche più complesse o per esigenze diverse i servizi descritti possono essere integrati da altre verifiche personalizzate, quali ad esempio:

• verifica del corretto funzionamento e del mantenimento nei margini di taratura degli strumenti di misura di campo, dalle cui rilevazioni in continuo sono derivati i dati storici per il calcolo del PR contrattuale e/o di altri parametri di performance, in particolare i solarimetri (o piranometri) ed i sensori di temperatura locale dei moduli
  
  
• calcolo del PR annuale sulla base dei dati storici forniti dal sistema di monitoraggio, con redazione di report con indicazione dei risultati del calcolo, delle eventuali assunzioni eseguite e della corrispondenza o meno alle condizioni contrattuali (EPC o O&M) comunicate
  
  
• indagine visiva secondo CEI 82-25 sulle condizioni degli impianti e delle relative opere accessorie con identificazione delle eventuali anomalie o criticità riscontrate
  
  
• misure di isolamento
  
  
• analisi di fenomeni PID (potential induced degradation) per claim di non corretta installazione o progettazione.

La cadenza consigliata per l’esecuzione delle verifiche è annuale. E’ possibile strutturare e concordare piani di monitoraggio pluriennali con notevole vantaggio per il Cliente.