Predictief onderhoud van zonneparken

Predictief onderhoud is een planningsbeslissing. In plaats van apparatuur volgens een vast schema te vervangen of te onderhouden, bekijkt u gegevens over de toestand van de installatie, bepaalt u welk onderdeel afwijkt en grijpt u in voordat het productie kost. De uitkomst is geen rapport, maar een prioriteitenvolgorde.

Zonneparken zijn voor dit idee lastig terrein. Een module heeft geen lagers om te smeren, geen trillingssignatuur om te volgen en geen olie om te bemonsteren. Wat een PV-installatie wél oplevert, is elektrisch en thermisch gedrag dat langzaam verandert, plus een fysiek overzicht van wat waar is aangetroffen. Predictief werk op een zonnepark richt zich daarom op een kleinere set signalen dan bij een windturbine of een roterende machine, en hangt sterk af van het vergelijkbaar houden van die signalen tussen inspecties.

De hier gehanteerde praktische definitie: een predictieve onderhoudsactiviteit is elke geplande actie die wordt gestart door een waargenomen conditie en niet door verstreken tijd. Een thermische inspectie die ertoe leidt dat een string opnieuw wordt aangedraaid, is predictief. Een thermische inspectie die zonder vervolgbeslissing wordt opgeborgen, is slechts een document.

Vier groepen signalen leveren het meeste op, en ze hebben elk een eigen frequentie.

• Thermisch gedrag van modules en strings. Infraroodinspectie toont cellen die warmer zijn dan hun buren, activiteit van bypassdiodes, warmte bij connectoren en aansluitdozen, en strings die niet bijdragen. Dit is periodiek, niet continu: u ziet een toestand, geen trendlijn, tenzij inspecties onder vergelijkbare omstandigheden worden herhaald.
• Elektrische eigenschappen. IV-curvemetingen, isolatieweerstand, continuïteit, polariteit en metingen van de kortsluitstroom beschrijven de elektrische toestand rechtstreeks. De meeste worden uitgevoerd tijdens de inbedrijfstelling, de oplevering of een gerichte vervolgmeting, niet elke maand.
• Productiedata op stringniveau. Waar een installatie stringmonitoring of data op SCADA-niveau heeft, kan een vergelijking van de opbrengst tussen strings een afwijking signaleren lang voordat iemand met een drone vliegt.
• Fysieke toestand. RGB-beelden en visuele inspectie leggen vervuiling, schaduwobjecten, gebarsten glas, vochtindringing, begroeiing en mechanische schade vast.

Wat op die lijst ontbreekt, is even belangrijk als wat erop staat. Een enkele thermische inspectie is geen continu sensornetwerk en kan ook niet als zodanig worden behandeld. Als een installatie geen monitoring op stringniveau heeft, bepaalt het interval tussen inspecties uw detectietijd.

Een inspectie wordt predictief wanneer de bevinding een locatie en een historie heeft.

De werkwijze is weinig spectaculair: thermische data en RGB-data vastleggen, koppelen aan module- en stringposities, elke kandidaat-afwijking beoordelen en de beslissing vastleggen. Wat het later bruikbaar maakt, is dat dezelfde module opnieuw kan worden teruggevonden. Bij de volgende inspectie is de vraag niet “heeft deze installatie hotspots”, maar “is deze module na de reparatie slechter geworden, gelijk gebleven of verbeterd”.

Die vergelijking werkt alleen onder vergelijkbare omstandigheden. Instraling in het modulevlak, bewolking, wind, omgevings- en moduletemperatuur, tijdstip van de dag en vluchtparameters beïnvloeden allemaal de waarden die een thermische camera levert. Door ze vast te leggen onderscheidt u een trend van twee beelden die toevallig verschillend ogen.

Twee beperkingen verdienen een plek in het dossier. Ten eerste is een thermisch patroon een symptoom. Een warme cel kan een defecte cel zijn, een schaduweffect, een vuilplek of een reflectie, en het beeld alleen bepaalt niet welke. Ten tweede is niet elk defect thermisch zichtbaar. Een module met verminderd vermogen kan er in infrarood onopvallend uitzien. Waar de elektrische toestand ertoe doet, geeft een elektrische meting de doorslag.

Predictieve planning is in specifieke situaties de moeite waard.

• Een installatie met enkele honderden of enkele duizenden modules, waar het zoeken naar één defecte module door het veld af te lopen duur is.
• Portefeuilles met herhaalde inspecties, waar de tweede en derde inspectie met de eerste kunnen worden vergeleken.
• Locaties met een onderhoudscontract, waar de eigenaar bewijs verwacht dat onderhoudsbeslissingen op data zijn gebaseerd en niet op een kalender.
• Installaties met verzekerings- of garantierisico, waar een gedocumenteerde conditiehistorie ertoe doet wanneer een claim wordt besproken.

Het is minder nuttig wanneer de interventiekosten verwaarloosbaar zijn. Als een dak zes modules heeft en een zichtbaar vervuild veld, vergt het schoonmaken geen conditiemodel. Predictief onderhoud verdient zijn kosten terug wanneer het veld zo groot is dat de beslissing *waar* een team naartoe moet het dure deel is.

MapperX vormt in die werkwijze de laag voor inspectie vanuit de lucht. Thermische en RGB-datasets van compatibele thermische DJI-drones worden verwerkt tot een kaart op moduleniveau, kandidaat-afwijkingen krijgen een label voor beoordeling en elke bevinding behoudt haar module-, string- en installatielocatie.

Drie onderdelen daarvan zijn specifiek voor predictief werk van belang:

• Behoud van locatie. De bevinding blijft gekoppeld aan dezelfde module, zodat de volgende inspectie gelijke met gelijke vergelijkt in plaats van een map met beelden opnieuw te openen.
• Beoordelingsstatussen. Bevindingen doorlopen de statussen gedetecteerd, geverifieerd, ingepland, hersteld en geaccepteerd, waardoor een lijst met afwijkingen een werkvoorraad wordt.
• Rapportage. Rapporten bevatten het thermische en visuele bewijs met geolocatie, zodat een beslissing maanden later nog kan worden toegelicht aan een eigenaar, een verzekeraar of een garantiepartner.

Waar een thermische bevinding een elektrisch antwoord nodig heeft, is de elektrische meting het antwoord.

Welk hulpmiddel u ook gebruikt, vijf registraties maken het verschil tussen een inspectie en een onderhoudsprogramma:

1. Wanneer en onder welke omstandigheden elke inspectie is uitgevoerd. 2. Welke modules zijn geïnspecteerd en welke ontoegankelijk waren. 3. Wat is aangetroffen, beoordeeld door een persoon, met het thermische en visuele bewijs bijgevoegd. 4. Wat is besloten, inclusief bevindingen die bewust open zijn gelaten. 5. Wat is uitgevoerd, met de datum en de betrokken modules.

Wanneer deze vijf er zijn, wordt een inspectierapport een onderhoudshistorie. Als er één ontbreekt, herhaalt het volgende team werk waarvoor al is betaald.

Voor een installatie die nu nog geen predictieve routine heeft, ziet een werkbare start er zo uit:

1. Voer een nulinspectie uit die het hele veld beslaat, met vastgelegde omstandigheden. 2. Beoordeel elke kandidaat-afwijking en leg vast welke geverifieerd, uitgesteld of afgewezen zijn. 3. Herstel de bevindingen die een werkorder rechtvaardigen en leg vast wat is gewijzigd. 4. Herhaal de inspectie met een interval dat past bij het belang van de installatie, niet bij de standaardwaarde van een leverancier. 5. Vergelijk module voor module en laat de vergelijking, niet de kalender, de volgende interventie bepalen.

De routine is bewust saai. De waarde komt in jaar drie, wanneer dezelfde module een patroon laat zien dat niemand uit drie afzonderlijke rapporten had opgemerkt.