IMÁGENES TÉRMICAS PV
Los paneles solares fotovoltaicos constituyen una gran parte del importe de inversión de las centrales solares. Al mismo tiempo, los laboratorios pertinentes aplican muchas pruebas de rendimiento y seguridad a estos paneles solares, ya que existen muchos tipos de defectos que no se pueden ver a simple vista.
El uso de la termografía en los sistemas fotovoltaicos, a diferencia de muchos otros métodos de inspección, permite identificar los paneles y las células que presentan problemas mientras el sistema está en funcionamiento; dado que la termografía puede realizarse en condiciones normales de funcionamiento, no requiere la desconexión del sistema ni de ninguna de sus partes. Además, la inspección térmica puede realizarse en poco tiempo en comparación con otros métodos de inspección.
¿Cuáles son las ventajas del examen térmico?
- Garantía de calidad de la instalación de paneles fotovoltaicos
La calidad de los paneles fotovoltaicos puede variar de un fabricante a otro o incluso de un lote a otro de la misma fábrica. Los paneles fotovoltaicos pueden salir de la fábrica sin defectos ni problemas, pero los problemas y defectos se producen incluso durante el envío al campo debido a una carga inadecuada en los vehículos de transporte.
La calidad de la instalación también depende de la habilidad y competencia del equipo de EPC desplegado por el contratista. En resumen, la termografía es una de las formas más sencillas de hacer un seguimiento de los paneles producidos, enviados e instalados.
- Prevenir las pérdidas de eficiencia eléctrica
Cuando se elaboran los estudios de viabilidad financiera de los proyectos de SPP, se supone que la vida útil del proyecto es de entre 20 y 25 años y en dichos estudios se tiene en cuenta la disminución gradual de la eficiencia de los paneles. Sin embargo, como hemos detallado antes, es difícil predecir los problemas que pueden surgir en los paneles durante el transporte y la instalación o los diversos problemas que pueden surgir en los paneles durante el funcionamiento y el mantenimiento.
Por este motivo, la inspección térmica de las estaciones debe realizarse, por lo general, a intervalos regulares para garantizar que las estaciones funcionan de forma eficaz y están libres de fallos. Por ejemplo, cada 6 meses o una vez al año. Esta comprobación se considera una de las comprobaciones rutinarias llevadas a cabo por el equipo de operación y mantenimiento (O&M).
- Reducción del riesgo de incendios
La termografía en proyectos SPP no se limita a los paneles fotovoltaicos. Es posible detectar y determinar cualquier aumento de temperatura en cualquier componente del sistema mediante la inspección térmica. Por ejemplo, con la termografía de cuadros eléctricos se puede detectar cualquier problema que pueda causar altas temperaturas en las conexiones de los cables o provocar chispas eléctricas que puedan causar un incendio.
- Detección rápida de problemas
La termografía permite detectar e investigar rápidamente los problemas sin necesidad de contacto. La mayoría de las cámaras termográficas modernas graban dos imágenes, una térmica y otra visual.
¿Qué tipo de defectos podemos detectar con la inspección térmica?
La termografía pretende identificar los lugares en los que se producen temperaturas anormales, es decir, en los que hay una clara diferencia de temperatura entre una región y otra de las mismas características. Las zonas con temperaturas elevadas en los paneles fotovoltaicos se denominan «puntos calientes».
Entonces, ¿cómo se forman estos puntos calientes?
Los puntos calientes pueden deberse simplemente a la sombra que incide sobre los paneles y las células solares o a defectos de fabricación.
- Cristales rotos
Las fracturas en el cristal del panel fotovoltaico provocan el sobrecalentamiento de las células.
- Sombreado:
El sombreado es la causa más común de las altas temperaturas de funcionamiento de los paneles. Por ejemplo; hierba, árboles, excrementos de pájaros, edificios altos y postes circundantes, etc.
- Problemas causados por la producción:
Una de las razones de las altas temperaturas de los paneles fotovoltaicos son los defectos en la fase de producción. Por ejemplo, células con diferente eficiencia utilizadas en el mismo panel, fracturas activas e inactivas en el panel, mala soldadura de las cintas. Todos estos defectos provocarán a largo plazo puntos calientes en los paneles fotovoltaicos.
- Sobrecalentamiento de los diodos by-pass
Las cajas de conexiones de los módulos fotovoltaicos se calientan ligeramente más que el resto del módulo. Esta temperatura se debe al sobrecalentamiento de los diodos de derivación dentro de la caja de conexiones. Para reducir el efecto de sombreado en los paneles, se conecta un diodo de derivación de polaridad paralela y opuesta a un conjunto de células solares. En condiciones normales de funcionamiento, los diodos de derivación están en modo de polaridad inversa, es decir, inactivos. Sin embargo, si hay un desajuste entre las células o un sombreado parcial que afecte al panel fotovoltaico, el diodo de derivación cambia al modo de polaridad directa y se activa. Por ejemplo, permite que la corriente fluya a través de él y no a través de la célula sombreada. Por lo tanto, la temperatura del diodo cuando está activo es mayor que la de los diodos inactivos.
- Sobrecalentamiento de las conexiones del cuadro eléctrico
En las centrales de energía eléctrica de gran escala se suelen utilizar cajas de recogida de CC e inversores centrales. Las cajas de recogida se utilizan para recoger cadenas de CC individuales y conectarlas a un único cable más grande. Estas cajas de recogida suelen sufrir problemas térmicos debido a un cableado inadecuado, cruces internos y cableado suelto.
Estándares mundiales en termografía
La norma IEC 62446-3 es la que determina muchas condiciones ambientales y especificaciones como el equipo (cámara termográfica), la radiación mínima, la velocidad máxima del viento que debe utilizarse en el examen térmico.
La norma IEC 60904-12-1 cubre los aspectos específicos de la inspección térmica de paneles fotovoltaicos en laboratorios o líneas de producción, pero no aborda las inspecciones de sistemas SPP instalados conectados a la red.
¿Podemos detectar todos los problemas en los paneles con la termografía?
La termografía sólo detecta los problemas que provocan altas temperaturas. Sin embargo, los defectos que aún no han provocado un aumento de temperatura no pueden ser detectados por la termografía.
Estos defectos no detectados suelen ser microfracturas en los paneles fotovoltaicos. Las imágenes de electroluminiscencia pueden detectar estas fracturas antes de que se conviertan en puntos calientes. Hablaremos de estos exámenes en detalle en un nuevo artículo.
Fuentes:
IEC 62446-3
Informe AIE-PVPS T13-10:2018
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