Las Plantas de Energía Solar (SPP) son una de las principales fuentes de producción de energía sostenible. Sin embargo, la detección temprana de fallas es crucial para que estos sistemas funcionen con la máxima eficiencia. Gracias a las soluciones de sensores ambientales desarrolladas por SEVEN, la detección de fallas con datos de sensores es posible.
En este artículo, examinaremos en detalle los tipos de sensores utilizados en los sitios SPP y cómo se pueden optimizar los procesos de detección de fallas y mantenimiento preventivo con los datos proporcionados por estos sensores.
SENSORES SEVEN USADOS EN PLANTAS DE ENERGÍA SOLAR (SPP)
1. SENSOR DE IRRADIANCIA Y PIRANÓMETRO DE TERMOPILA
Según la sección “8.1 Tipos de Sensores” de la norma IEC 61724-1:2021, los piranómetros y sensores de irradiancia (celdas de referencia) se utilizan para medir la radiación solar hemisférica total de banda ancha, independientemente de su distribución espectral o angular. Estos sensores se emplean en plantas de energía solar para monitorizar y evaluar el rendimiento del sistema midiendo la cantidad de irradiancia recibida. Estos datos se comparan con la energía producida para evaluar el rendimiento. Si se compara la cantidad de luz que debería recibir el panel con la energía producida, se detectan pérdidas de eficiencia y fallos en el panel. Por ejemplo, unos valores de producción bajos pueden ser un indicador de imágenes fantasma, contaminación o fallo de la celda.
2. SENSORES DE TEMPERATURA DE MÓDULO Y DE TEMPERATURA AMBIENTE
Según la norma IEC 61724-1:2021, los sensores de temperatura ambiente y del módulo se utilizan para evaluar el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos en relación con las condiciones ambientales. La temperatura del módulo es un parámetro crítico en los cálculos del índice de rendimiento (PR), ya que afecta directamente a la eficiencia de producción, mientras que la temperatura ambiente proporciona una referencia para analizar el comportamiento térmico del sistema. Los sensores de temperatura del panel monitorizan la temperatura del módulo y detectan problemas como el sobrecalentamiento. Los sensores de temperatura ambiente evalúan las condiciones ambientales y analizan los factores que afectan la eficiencia de los paneles. Con estos datos, se advierte al usuario sobre la diferencia entre la temperatura del panel y la temperatura ambiente en las instalaciones de SPP, el efecto de la velocidad del viento y el enfriamiento, temperaturas excesivas, fallos térmicos o problemas de conexión.
Daños en Módulos Fotovoltaicos Tras Altas Temperaturas
3. SENSOR DE HUMEDAD RELATIVA
Según la norma IEC 61724-1:2021, sección “9.7 Humedad”, las mediciones de humedad relativa permiten estimar los cambios en el espectro incidente que pueden afectar la potencia de salida del módulo fotovoltaico, así como las lecturas del sensor de irradiancia. Combinando los datos de humedad con los de temperatura, también se pueden calcular los tiempos de humedad debidos a la condensación. (Como alternativa, se pueden utilizar sensores de condensación de superficie para recopilar estos datos directamente). Las desviaciones se detectan con los datos de humedad asociados y se toman medidas de protección en campo, como evitar datos engañosos o informar a los equipos de mantenimiento.
(a) Delaminación en los bordes de las celdas solares, (b) decoloración de los encapsulantes y (c) oxidación de las rejillas metálicas como resultado de la entrada de humedad.
Un módulo fotovoltaico típico con entrada de humedad que muestra signos de rejillas metálicas corroídas, delaminación y decoloración de los encapsulantes.
4. PLUVIÓMETRO
Según la norma IEC 61724-1:2021, sección “9.5 Precipitación”, el pluviómetro permite estimar el grado de limpieza de los módulos. Si también se mide la tasa de contaminación, estos datos son complementarios. Por ejemplo, los sensores de precipitación evalúan los procesos naturales de limpieza detectando la cantidad de lluvia. Además, estos sensores pueden detectar instantáneamente el inicio y la intensidad de la lluvia, proporcionando información oportuna a los equipos de mantenimiento y operaciones sobre superficies resbaladizas, equipos mojados o retrasos en la limpieza programada de los paneles.
5. SENSORES DE VELOCIDAD Y DIRECCIÓN DEL VIENTO
Según la norma IEC 61724-1:2021 “9.3 Velocidad y Dirección del Viento”, la velocidad y la dirección del viento se utilizan para estimar las temperaturas de los módulos. También pueden utilizarse para documentar reclamaciones de garantía por daños relacionados con el viento. El viento puede modificar indirectamente la eficiencia del sistema al afectar la temperatura del módulo; además, es un parámetro crítico para la seguridad estructural. Los sensores de viento evalúan el riesgo de que las altas velocidades del viento dañen los paneles. El viento excesivo puede dañar los sistemas de carga (load-bearing).
Daños a los Módulos Solares Tras Fuertes Vientos
6. SENSOR DE ENSUCIAMIENTO
Según la norma IEC 61724-1:2021, los sensores de ensuciamiento se utilizan para monitorizar las pérdidas de radiación causadas por la suciedad y el polvo acumulados en la superficie de los paneles fotovoltaicos. Dado que la contaminación reduce la eficiencia del panel, estos sensores ayudan a optimizar el tiempo de limpieza y proporcionan un análisis preciso de la degradación del rendimiento. El polvo y la suciedad en la superficie del panel causan pérdidas de eficiencia y puntos calientes. Con estos sensores, la limpieza del panel se programa en función de los datos para mejorar la seguridad y la eficiencia del panel. Con el sensor de suciedad, se evita la limpieza innecesaria de la superficie del panel y se reducen los costes.
Diferencias entre un panel solar polvoriento y uno limpio
PROCESO DE DETECCIÓN DE FALLAS CON DATOS DE SENSORES SEVEN
Los dispositivos de Seven Sensor Solution recopilan datos de todos los sensores en el campo. Estos datos suelen integrarse en el sistema SCADA. Los sensores recopilan datos en una unidad centralizada donde se monitoriza continuamente el rendimiento del sistema. El historial de producción y las condiciones ambientales se comparan con estos datos recopilados. Se analizan datos anómalos, posibles indicios de mal funcionamiento o desviaciones del sistema, lo que proporciona alertas tempranas de posibles fallos o degradación del rendimiento. Esto permite a los equipos de mantenimiento intervenir con rapidez y eficacia.
Las soluciones avanzadas de los sensores de SEVEN Sensor Solution permiten gestionar eficazmente la detección de fallos, la continuidad de la generación de energía y los procesos de mantenimiento preventivo en las plantas de energía solar. Gracias a estos sensores, se pueden detectar fallos del sistema con antelación, evitando pérdidas costosas y garantizando la continuidad de la producción de energía.
Puede revisar los productos Seven Sensor Solution para obtener un mayor rendimiento y menos fallas en sus sistemas de energía solar: “https://www.sevensensor.com/productos”