Spannung und Strom messen Tipps für die Fehlersuche an Solaranlagen bis 1.500 Volt

Die Zahl von Photovoltaik-Anlagen steigt nicht nur in Deutschland und Europa. Damit Techniker in industriellen Solarparks sicher bis zu 1.500 V an Gleichstromanlagen messen können, bieten sich spezielle Strommesszangen nach CAT III an.

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Deutschland betreibt laut Solar Power Europe mit einer Kapazität von einem 54.6 Gigawatt (GW) im Jahr 2020 die meisten Solaranlagen in Europa. Nach Angaben von Reuters strebt die neue Koalitionsregierung an, dass erneuerbare Energien bis 2030 80 Prozent des Energiebedarfs des Landes decken; dazu will man 200 Gigawatt (GW) an Solarinfrastruktur und 30 GW an Offshore-Windkapazität installieren.

In einem Klimaschutzsofortprogramm, das bis Ende 2022 vorliegen soll, will die neue Bundesregierung für einen beschleunigten Ausbau Hürden und Hemmnisse beseitigen, insbesondere bei Genehmigungsverfahren für Windkraftanlagen und PV-Freiflächenanlagen sowie den vielfältigen Regelungen zu Steuern, Abgaben und Umlagen.

Mehr Photovoltaik braucht Techniker mit Fachwissen

Mit dem dynamischen Wachstum steigt die Nachfrage nach spezialisierten Technikern für Photovoltaik. Sie können PV-Systeme effizient und effektiv reparieren. Ein wichtiges Werkzeug dabei sind Stromzangenmessgeräte für die Installation und Inbetriebnahme sowie bei Wartung und Fehlersuche.

Beispielsweise das neu auf dem Markt vorgestellte Fluke 393 FC Zangenmessgerät. Es ist nach Herstellerangaben das weltweit einzige True-RMS-Zangenmessgerät nach CAT III bis 1.500 V, um in Gleichstromumgebungen zu messen. Das ist beispielsweise in industriellen Solarparks.

• Schutzart IP54, ideal für die Arbeit im Freien an Solaranlagen und Windkraftanlagen,

• DC-Leistungsmessung mit Anzeige der Werte in kVA,

• Akustische Polaritätsanzeige verhindert versehentliche Fehlverdrahtungen,

• Visuelle Durchgangsprüfung in dunklen und lauten Umgebungen sowie

• Protokollierung und Berichterstellung von Prüfergebnissen über die Fluke-Connect-Software.

Eine steigende Zahl an erneuerbarer Energien setzt voraus, dass Techniker und Installateure sowie das Wartungspersonal Zugang zu den richtigen Messinstrumenten haben, um Solaranlagen nicht nur schneller in Betrieb nehmen zu können, sondern sie auch mit Spitzenleistung zu betreiben. Hier bietet Fluke eine Strommesszange nach CAT III und für Spannungen bis 1.500 V.

Fehlersuche bei der Photovoltaikanlage

Laut Fluke konzentriert sich die Fehlersuche in einer PV-Anlage meist auf vier Teile des Systems: PV-Paneele, Last, Wechselrichter und Verteilerkästen.

• 1. Fehlersuche bei PV-Modulen: Als erstes sollte ein Techniker die Leistung des Gesamtsystems am Messsystem oder Wechselrichter überprüfen. Vor Beginn der Fehlersuche sind zudem die Eingangsspannung und die Stromstärke des Wechselrichters an der Anlage zu prüfen und aufzuzeichnen. Der Verteilerkasten ist der ideale Ort für die Fehlersuche im System, da alle Leitungen von den Modulen zu ihm führen. Alle Module verfügen womöglich über eine Sicherung, die man mit dem Fluke 393 FC überprüfen sollte.
  Verdrahtungsprobleme und lose Verbindungen können die Ursache dafür sein, dass ein Modul eine zu niedrige Spannung erzeugt. Die Fluke 393 FC überprüft die Verdrahtungsanschlüsse an den Verteilerdosen und warnt beim V_oc-Test mit einem akustischen Signal vor einer falschen Polarität. Bei vertauschter Polarität kann es sein, dass andere Stromkreise im Verteilerkasten versehentlich in Reihe geschaltet sind. Das führt zu Spannungen oberhalb der maximalen Wechselrichter-Eingangsspannung.

• 2. Fehlersuche an PV-Lasten: Zunächst überprüft man Lastschalter, Sicherungen und Unterbrecher darauf, ob die richtige Spannung am Lastanschluss vorhanden ist. Anschließen prüft man Sicherungen und Unterbrecher. Durchgebrannte Sicherungen oder ausgelöste Unterbrecher müssen ersetzt werden. Bei einem Motor als Last könnte ein interner Wärmeschutzschalter ausgelöst worden sein oder es eine offene Wicklung im Motor vorliegen. Zu Prüfzwecken schließt man andere Lasten und prüft ihre Funktion.
  Ebenfalls sollte man nach gebrochenen Drähten und losen Verbindungen suchen. Verschmutzte Anschlüsse reinigen und defekte Kabel ersetzen. Bei ausgeschaltetem Gerät muss man auf Erdungsfehler prüfen und sie beheben.
  Lösen erneut Sicherungen oder Unterbrecher aus, liegt ein Kurzschluss vor. Funktioniert die Last immer noch nicht ordnungsgemäß, sollte die Spannung des Systems am Lastanschluss geprüft werden. Vielleicht ist der Leitungsquerschnitt zu klein und muss vergrößert werden. Das lässt sich anhand einer zu geringen Spannung an der Last erkennen. Dazu wird die Last im Stromkreis reduziert oder ein stärkeres Kabel verlegt.

• 3. Fehlersuche an PV-Wechselrichtern: Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom aus der PV-Anlage in Wechselstrom um. Auf der AC-Seite wird die Ausgangsspannung und -Strom des Wechselrichters überprüft. Viele Strommesszangen haben ein Display, welches die aktuelle Wechselrichter- und Systemleistung anzeigt.
  Das der Fluke 393 FC ist ein True-RMS-Messgerät, es misst Spannung und Strom und zeichnet die Ausgangsleistung in Kilowatt (kW) auf. Außerdem lässt sich das Wechselrichter-Display zur Anzeige der aktuellen Gesamtenergie in Kilowattstunden (kWh) und nutzen. Praktisch ist der Vergleich mit den zuletzt aufgezeichneten Werten.
  Auf der Gleichstromseite misst die Strommesszange die Gleichstromleistung und es ist möglich, den Messwert in der Fluke-Connect-App auf ein Smartphone zu speichern. Liefert der Wechselrichter nicht die gewünschte Leistung, ist die Sicherung zu überprüfen, ein Schutzschalter hat ausgelöst oder ein Kabel ist gebrochen.

• 4. Fehlersuche in Verteilerkästen: Sucht man nach Fehlern in Verteilerkästen, muss der Strom gemessen werden und diverse Berechnungen angestellt werden. Mit Strommessungen an einzelnen Arrays oder kombinierten Strommessungen kann man feststellen, ob ein Modul ausgefallen ist. Das dünnere Klemmen-Design des Fluke 393 FC Zangenmessgeräts erlaubt kombinierte Strommessungen mit mehreren Leitern in der Klemme, selbst in beengten Bauräumen wie Wechselrichter- oder Verteilerkästen.

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