Dirección
C/ Condado de Treviño, 1
09001 Burgos
Email
serbusa@serbusa.net
Atención al cliente
947 298 456

Blog de Serbusa

Toda la información de Serbusa y del Sector

Energía fotovoltaica y termografía, la unión perfecta

¿Cómo podemos disponer de un control de calidad sobre el material recibido y garantizar el buen funcionamiento de los paneles solares?  Mediante termografía y las cámaras termográficas. 

Por Ángel Lezana

El hecho de que las fuentes de energía tradicionales como el carbón, el gas y el petróleo sean escasas hace que sus precios sean elevados. La creciente búsqueda de energía alternativa y limpia, ha generado una mayor demanda de la energía fotovoltaica.

Paneles solaresLas cámaras termográficas son potentes herramientas no invasivas para la supervisión y el diagnóstico de paneles solares. Dentro de la producción de células solares, se pueden producir microfisuras que posteriormente originarán un defecto mayor en la célula, evitando que produzca correctamente la energía eléctrica. Esto conlleva una pérdida económica considerable. Las cámaras termográficas permiten realizar el estudio de cada célula y descubrir qué células presentan estos pequeños defectos.

En la fabricación de los paneles, las cámaras termográficas evitan que se entreguen los paneles defectuosos al poder evaluar antes y después de la laminación. Los paneles con “células muertas” se desestimarán evitando que posteriormente se produzcan pérdidas en la generación de la energía.

El mantenimiento de estas instalaciones es de vital importancia para garantizar su eficiencia. Con una cámara termográfica, se pueden identificar problemas  anticipadamente, de forma que se pueden  documentar y corregir antes de que se agraven y resulte más cara su reparación.

¿Cómo se lleva a cabo un programa de mantenimiento de estas instalaciones?

El Pliego de Condiciones Técnicas de Instalaciones Conectadas a Red,ha sido elaborado por el Departamento de Energía Solar del IDAE Instituto de Energía Solar de la UPM y CIEMAT, y en el que establece unos Requerimientos técnicos del contrato de mantenimiento

Se realizará un contrato de mantenimiento preventivo y correctivo de al menos tres años.

TermografíaPrograma de mantenimiento: El objeto de este apartado es definir las condiciones generales mínimas que deben seguirse para el adecuado mantenimiento de las instalaciones de energía solar fotovoltaica conectadas a red. Se definen dos escalones de actuación para englobar todas las operaciones necesarias durante la vida útil de la instalación para asegurar el funcionamiento, aumentar la producción y prolongar la duración de la misma:

Mantenimiento Preventivo y Mantenimiento correctivo:

    • Plan de mantenimiento preventivo son operaciones de inspección visual, verificación de actuaciones y otras, que aplicadas a la instalación deben permitir mantener dentro de límites aceptables las condiciones de funcionamiento, prestaciones, protección y durabilidad de la misma.
    • El mantenimiento debe realizarse por personal técnico cualificado bajo la responsabilidad de la empresa instaladora
    • El mantenimiento preventivo de la instalación incluirá al menos una visita (anual para el caso de instalaciones de potencia menor de 5 kWp y semestral para el resto) en la que se realizarán las siguientes actividades:
  • Comprobación de las protecciones eléctricas.
  • Comprobación del estado de los módulos: comprobación de la situación respecto al proyecto original y verificación del estado de las conexiones.
  • Comprobación del estado del inversor: funcionamiento, lámparas de señalizaciones, alarmas, etc.
  • Comprobación del estado mecánico de cables y terminales (incluyendo cables de tomas de tierra y reapriete de bornas), pletinas, transformadores, ventiladores/extractores, uniones, reaprietes, limpieza.
  • Además es necesario realizar un informe técnico de cada una de las visitas en el que se refleje el estado de las instalaciones y las incidencias acaecidas.

Energía Fotovoltaica:

Evaluación de paneles solaresLos módulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos están formados por un conjunto de celdas que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:

– radiación de 1000 W/m2

– temperatura de célula de 25ºC (no temperatura ambiente).

Energía Solar Fotovoltaica

Los paneles solares pueden convertir la energía solar en electricidad. Sin embargo, la clave para conseguir una máxima rentabilidad y obtener un alto rendimiento durante décadas, es una gran calidad. La placa solar, debe ser fiable y capaz de producir electricidad durante años hasta el final de su vida útil. Las cámaras termográficas pueden desempeñar un papel importante para garantizar la buena calidad durante el ciclo de vida completo de una placa solar.

El uso de cámaras termográficas para la evaluación de paneles solares ofrece varias ventajas. Las anomalías se pueden ver de forma clara en una termografía nítida y, a diferencia de la mayoría de los demás métodos, las cámaras termográficas se pueden utilizar para escanear paneles solares durante su funcionamiento normal.

Conforme las reservas de combustibles fósiles van escaseando, los precios del carbón y del gas alcanzan su punto mas alto y mucha gente mira al sol en busca de una fuente de energía renovable. Pero los paneles solares son vulnerables al desgaste. Por lo tanto, profesionales del sector de las energías renovables de todo el mundo utilizan cámaras termográficas para inspeccionar los paneles solares instalados en los tejados o parques solares.

Inspección de paneles solares

Los puntos rojos indican placas que están mucho más calientes que el resto, indicando las de conexiones  dañadas.

Pero no todas las cámaras son adecuadas para la inspección de celdas solares, se deben seguir algunas reglas y directrices para realizar inspecciones eficaces y garantizar que se sacan las conclusiones acertadas.

Procedimientos para inspeccionar paneles solares con cámaras termográficas

Para lograr el contraste térmico suficiente a la hora de inspeccionar celdas solares sobre el terreno, se necesita una radiación solar de 500 W/m2 o superior. Para un resultado óptimo se recomienda una radiación solar de 700 W/m2. Laradiación solar describe la potencia instantánea que incide en una superficie en unidades de kW/m2, que se puede medircon un piranómetro (para la radiación solar general) o unpirheliómetro (para la radiación solar directa). Depende en granparte de la ubicación y clima local. Las temperaturas exterioresbajas pueden aumentar el contraste térmico.

¿Qué tipo de cámara necesita?

Las cámaras termográficas para las inspecciones fotovoltaicas cuentan normalmente con un detector microbolómetro de onda larga  de 8 a 14 μm. Sin embargo, el vidrio no es transparente en esta zona.

Cuando se inspeccionan celdas solares desde la parte delantera, una cámara termográfica ve la distribución del calor de la superficie de vidrio, pero tan solo ve de forma indirecta la distribución del calor de las celdas subyacentes. Por lo tanto, las diferencias de temperatura que se pueden ver y medir en la superficie de vidrio del panel son pequeñas. Para que dichas diferencias sean visibles, la cámara termográfica para estas inspecciones necesita contar con una sensibilidad térmica de ≤0,06ºC. Para visualizar claramente pequeñas diferencias de temperatura en la termografía, la cámara debe contar con un ajuste manual de intervalo y nivel.

Cámaras termográficas

Termografía con el nivel y el intervalo en modo automático (izquierda) y enmodo manual (derecha).

Las placas fotovoltaicas se montan generalmente en estructuras de aluminio muy reflectante, en la termografía aparece comouna zona fría ya que refleja la radiación térmica emitida por el cielo. En la práctica esto significa que la cámara mostrará la temperatura de la estructura por debajo de 0ºC. Dado que el algoritmo de la cámara termografica se adaptaautomáticamente a la temperatura máxima y mínima que se haya medido, puede que muchas anomalías leves no seanvisibles de inmediato. Para lograr una termografia con mayor contraste, se necesitaría una continua corrección manual delnivel y del intervalo.

Conclusiones

La inspección termográfica de los sistemas fotovoltaicos permite la rápida localización de defectos potenciales a nivel de celdas y placas, así como la detección de posibles problemas de conexión eléctrica. Las inspecciones se llevan a cabo en condiciones de funcionamiento real.

Para lograr termogramas correctos que aporten información, deben tenerse en cuenta ciertos procedimientos y condiciones de medición:

• se debe utilizar una cámara termográfica con los accesorios adecuados y la resolución correcta

• se necesita radiación solar suficiente (como mínimo 500 W/m2, preferiblemente mas de 700 W/m2)

• el ángulo de visión debe estar dentro de los márgenesde seguridad (entre 5° y 60°)

• se deben evitar el ensombrecimiento y las reflexiones.

Las cámaras termográficas se utilizan principalmente para localizar defectos. La clasificación y evaluación de las anomalías detectadas necesitan un sólido entendimiento de la energía solar, un conocimiento del sistema inspeccionado y mediciones eléctricas adicionales.

La documentación adecuada es obligatoria y debe contener todas las condiciones de la inspección, las mediciones adicionales y  toda la  información  relevante para una correcta inspección.

Las inspecciones con una cámara termográfica ayudan a mantener la funcionalidad de los paneles solares y a ampliar su vida útil mejorando notablemente la rentabilidad de la inversión de la empresa.

Las imágenes tomadas desde la parte trasera del mismo panel solar muestran muchos menos reflejos que la parte delantera, lo que hace que las mediciones de temperatura sean mucho más precisas.

Al realizar una inspección termográfica, hay muchos detalles que se deben considerar. Además de conocer como funciona la cámara termográfica y como tomar imágenes, es importante conocer la tecnología.

Todo ello se debe tener en cuenta para comprender, interpretar y evaluar las termografías correctamente.

Es de suma importancia conocer todos los principios, conceptos y usos de los sistemas para un mejor  análisis en todas las aplicaciones en las que podemos emplear la termografía.

Sobre el autor:

Ángel LezanaÁngel Lezana es jefe de producto de Termografía. Nivel II en Termografía Unidad de Negocio en Álava Ingenieros. Esta compañía cuenta con un departamento de expertos en termografía con mas 27 años de experiencia en el sector, basado fundamentalmente en la formación especializada según la Organización ISO, con un amplio abanico de cursos de termografía entre los que destacan:

  • La termografía aplicada a las energías renovables.
  • Nivel I y Nivel II en termografía. Estos cursos tienen acreditación internacional.

¿Te ha gustado este artículo? ¿Eres un experto en tu campo y quieres compartirlo con nosotros?

[button link=”http://serbusamantenimientoindustrial.com/escribe-en-el-blog/” color=”orange”]Averigua como. Te lo explicamos aquí[/button]