25. November 2024
In PV-Anlagen sind Glasfaser-Kommunikationsverbindungen für die Übertragung der Betriebsdaten von jedem Wechselrichter an das zentrale Überwachungssystem verantwortlich. Wenn eine Glasfaserverbindung unterbrochen wird, kann das Überwachungssystem keine Wechselrichterdaten abrufen. Das bedeutet, dass das Betriebsteam der PV-Anlage nicht wissen kann, welcher Wechselrichter ein Problem hat, wie hoch die Ausgangsleistung ist oder ob der Wirkungsgrad normal ist.
In PV-Anlagen sind Glasfaser-Kommunikationsverbindungen für die Übertragung der Betriebsdaten von jedem Wechselrichter an das zentrale Überwachungssystem verantwortlich. Wenn eine Glasfaserverbindung unterbrochen wird, kann das Überwachungssystem keine Wechselrichterdaten abrufen. Das bedeutet, dass das Betriebsteam der PV-Anlage nicht wissen kann, welcher Wechselrichter ein Problem hat, wie hoch die Ausgangsleistung ist oder ob der Wirkungsgrad normal ist. Wenn bei einer 100-MW-PV-Anlage mit möglicherweise Hunderten von Wechselrichtern alle Glasfaserverbindungen unterbrochen werden, muss das Betriebsteam die Fehler bei jedem einzelnen Wechselrichter beheben, was enorme Kosten verursacht.
Glasfaserverbindungen von PV-Anlagen stehen vor besonderen Umweltherausforderungen. Erstens: Hohe Umgebungstemperatur – PV-Anlagen werden typischerweise auf offenen Flächen gebaut, wo die Bodentemperaturen im Sommer über 60 °C liegen, und Fasern beschleunigen die Alterung bei hohen Temperaturen. Zweitens: UV-Einwirkung – die Polyester-Pufferschicht der Faser zersetzt sich unter UV-Strahlung, was zu einer Versprödung der Faser führt. Drittens: Tierkauen – Kabelgräben und Freileitungen in PV-Anlagen sind ideale Ziele für Nagetiere. Viertens: Wind und Sand – in Wüsten- und Gobi-PV-Anlagen können Wind und Sand die äußere Faserhülle abnutzen.
Daher sollte die Prüfung der PV-Anlagenfasern in den regelmäßigen Wartungsplan aufgenommen werden. Testen Sie bei der Abnahme einer neuen Anlage die Sendeleistung, die Empfangsleistung und den Verbindungsverlust jeder Glasfaserverbindung. Testen Sie während des Betriebs vierteljährlich die Leistung und den Verlust kritischer Verbindungen. Nach einem Fehler verwenden Sie zunächst die rote Lichtquelle, um den Bruch zu lokalisieren, und verwenden Sie dann das OPM, um die Reparatur zu überprüfen.
Die Inbetriebnahmephase des PV-Systems ist ein kritisches Fenster für die Glasfaserprüfung. Zu diesem Zeitpunkt sind alle Glasfaserverbindungen neu und Testdaten können als „Gesundheitsbasislinie“ dienen – zukünftige Testergebnisse können mit dieser Basislinie verglichen werden.
Der Standard-Inbetriebnahme-Workflow ist wie folgt. Schritt eins: Vorbereitung auf den Test. Bestätigen Sie, dass die OPM-Wellenlänge mit der Wellenlänge des Systems übereinstimmt (normalerweise 1310 nm oder 1550 nm). Überprüfen Sie die Sauberkeit der Faserendflächen. Stellen Sie sicher, dass der Adaptertyp mit der Glasfaserschnittstelle übereinstimmt. Schritt zwei: Sendeseitiger Test. Schließen Sie das OPM an die Sendeseite der Glasfaser an (normalerweise den Ausgang eines Schalters oder optischen Moduls) und lesen Sie die Sendeleistung ab. Schritt drei: Empfangsseitiger Test. Schließen Sie das OPM an die Empfangsseite der Glasfaser an (normalerweise den Eingang eines anderen Schalters oder optischen Moduls) und lesen Sie die Empfangsleistung ab. Schritt vier: Berechnung des Verbindungsverlusts. Empfangsleistung minus Sendeleistung entspricht Verbindungsverlust. Schritt fünf: Rotlichtüberprüfung. Wechseln Sie in den Rotlichtmodus und prüfen Sie den Faserweg auf Unterbrechungen. Schritt sechs: Alle Daten aufzeichnen und als Basis archivieren.
Ein Schritt, der bei der Inbetriebnahme leicht übersehen wird, ist das Testen aller Ersatzfasern. Glasfaserverteilerrahmen in PV-Anlagen verfügen typischerweise über Ersatzfasern – diese sind möglicherweise zunächst nicht aktiv, werden aber möglicherweise in Zukunft benötigt. Wenn bei späterem Bedarf festgestellt wird, dass eine Ersatzfaser defekt ist, sind die Kosten für die Fehlerbehebung weitaus höher als für den sofortigen Test.
Bei Feldtests von PV-Anlagen können mehrere Betriebspunkte die Effizienz und Genauigkeit erheblich verbessern. Erstens: „Vor dem Testen reinigen.“ Staub auf der Faserendfläche ist die häufigste Ursache für abnormale Testergebnisse. Überprüfen Sie vor jedem Test die Endfläche mit einer Lupe. Bei Verschmutzung mit einem Faserreinigungsstäbchen und wasserfreiem Alkohol reinigen. Dieser einfache Schritt vermeidet eine große Anzahl von Fehldiagnosen.
Zweitens: „Testen Sie beide Fasern.“ In einer Glasfaserverbindung gibt es typischerweise zwei Fasern – eine zum Senden (Tx), eine zum Empfangen (Rx). Der Verbindungsverlust kann zwischen beiden unterschiedlich sein. Wenn Sie nur das eine testen und daraus Schlussfolgerungen ziehen, übersehen Sie möglicherweise Probleme mit dem anderen. Der richtige Ansatz besteht darin, beide zu testen und die Verlustdifferenz zu vergleichen. Wenn der Unterschied 3 dB überschreitet, kann es bei einer Faser zu Biege-, Quetsch- oder Anschlussproblemen kommen.
Drittens: „Umgebungstemperatur aufzeichnen.“ Der Faserverlust ist temperaturabhängig – jede Änderung um 10 °C kann den Faserverlust um etwa 0,1 dB/km verändern. Ohne die Aufzeichnung der Umgebungstemperatur während des Tests kann eine anschließende Analyse nicht feststellen, ob Verluständerungen auf Faseralterung oder Temperaturschwankungen zurückzuführen sind.
Viertens: „Anormale Links markieren.“ Markieren Sie nach dem Test alle Verbindungen, deren Verlust das 1,5-fache des Entwurfswerts übersteigt, fotografieren Sie die abnormalen Stellen und verfolgen Sie sie. Notieren Sie sie nicht nur auf Papier, sondern laden Sie Fotos in das Engineering-Management-System hoch, um sicherzustellen, dass keine Daten verloren gehen.
Fünftens: „regelmäßig vergleichen“. Vergleichen Sie nach jedem Test die aktuellen Daten mit den vorherigen Testdaten. Wenn der Verlust einer Verbindung in kurzer Zeit erheblich angestiegen ist (mehr als 3 dB), kann es zu Biegungen, Quetschungen oder Alterung der Anschlüsse kommen. Eine Fehlerbehebung sollte veranlasst werden.
Sechstens: „Ersatzfasern regelmäßig testen.“ Ersatzfasern sind zwar derzeit nicht aktiv, sollten aber dennoch alle sechs Monate getestet werden, um sicherzustellen, dass sie bei Bedarf einsatzbereit sind.
Der ultimative Zweck von Glasfasertests besteht darin, betriebliche Entscheidungen zu leiten. Testdaten haben keinen Wert, bis sie in Betriebsaktionen umgewandelt werden. Daher ist das Schließen des Kreislaufs von Testdaten zu Betriebsentscheidungen der Kern eines Glasfaserwartungssystems.
Die datengesteuerte Glasfaserwartung umfasst drei Ebenen. Schicht eins sind „Schwellenwertwarnungen“ – wenn der Verlust einer Verbindung einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet, benachrichtigt das System automatisch das Betriebsteam, um eine Fehlerbehebung zu veranlassen. Schicht zwei ist die „Trendanalyse“ – durch den Vergleich historischer Daten werden Zusammenhänge mit ungewöhnlichen Verlustanstiegsraten identifiziert und Wartungsarbeiten im Voraus geplant. Schicht drei ist „vorausschauende Wartung“ – durch Anpassen der Verlust-Zeit-Kurve können Sie die verbleibende Lebensdauer der Verbindung vorhersagen und den Austausch vor einem Ausfall planen.
Um diese drei Schichten zu erreichen, ist ein vollständiges Fasergesundheitsarchiv erforderlich. Das Archiv jeder Verbindung umfasst: Verbindungsnummer, Start- und Endpositionen, Fasertyp, Wellenlänge, Designverlust, historische Testdaten (Datum, Sendeleistung, Empfangsleistung, Verbindungsverlust, Umgebungstemperatur), Anomalieaufzeichnungen und Lösungsergebnisse. Verwenden Sie zur Verwaltung dieser Daten eine professionelle Glasfaser-Testverwaltungssoftware – Excel eignet sich für kleine Maßstäbe (Dutzende von Links), während professionelle Verwaltungssoftware für größere Maßstäbe (Hunderte bis Tausende von Links) geeignet ist.
Legen Sie für PV-Ingenieurteams gleich zu Beginn des Projekts Glasfaserteststandards fest – warten Sie nicht, bis das Projekt an die Öffentlichkeit geliefert wird. Während der Phase der Systeminbetriebnahme festgelegte Basiswerte für den Glasfaserzustand dienen als Referenzstandard für die nächsten zehn Betriebsjahre. Ohne eine Basislinie verlieren zukünftige Testdaten ihre vergleichende Bedeutung.
Käufer sollten bei der Auswahl von Glasfaserprüfgeräten nicht nur den ursprünglichen Anschaffungspreis vergleichen. Berücksichtigen Sie auch die langfristigen Nutzungskosten – einschließlich Kalibrierungsservicegebühren, Kosten für den Austausch von Adaptern, Batterielebensdauer und -lebensdauer sowie Reaktionsgeschwindigkeit des technischen Supports des Herstellers. Ein Gerät, das 20 % günstiger ist, aber über leicht beschädigte Adapter verfügt, für die Ersatzteile aus dem Ausland benötigt werden, kann im Gesamtbetrieb mehr kosten.
Schließlich besteht das ultimative Ziel der Faserprüfung nicht darin, den Faserverlust zu messen, sondern darin, eine Unterbrechung der Faser im falschen Moment zu verhindern. Um dies zu erreichen, müssen Testdaten in Betriebsmaßnahmen umgesetzt werden, und Betriebsmaßnahmen müssen klare Eigentümer und Fristen haben. Nur dann liefern Glasfasertests wirklich einen Mehrwert. View the PV Test Instruments Collection
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