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Mantenimiento predictivo de sistemas fotovoltaicos

Con el auge de los “techos solares” en nuestro país, se ha vuelto una necesidad contar con un programa de mantenimiento adecuado para estos sistemas. Por esta razón, y por encargo del Ministerio de Energía y con el apoyo técnico del Programa de Energías de GIZ Chile, se publicó una “Guía de operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos” que aborda las principales consideraciones a tener en cuenta en el desarrollo de estas actividades.
Imagen gentileza GIZ Chile.

El mantenimiento predictivo (o basado en la condición) es la práctica de usar información en tiempo real para llevar a cabo medidas preventivas como limpieza, o mantenimientos correctivos anticipándose a fallas o encontrándolas tempranamente. Su objetivo es disminuir la frecuencia de las medidas preventivas, reduciendo el impacto en los costos del mantenimiento correctivo. Por ejemplo, si una falla es detectada a través del sistema de monitoreo, hay que tomar una decisión respecto a si la falla es tan grave como para realizar un mantenimiento. En general, no evita el mantenimiento preventivo, pero puede extender el período hasta la próxima visita y así reducir el tiempo fuera de operación y aumentar el rendimiento.

Fundamental para esta labor de mantenimiento es el monitoreo de la instalación en tiempo real.


Monitoreo

Un sistema de monitoreo colecta información de la planta FV y su entorno (en el caso que tenga sensores) para que los operadores puedan tener acceso en todo momento a los datos importantes. Los portales de monitoreo facilitan esta información de manera sencilla e intuitiva como tablas, diagramas o gráficos, para poder así analizar y comparar de manera manual o automática y detectar divergencias de su funcionamiento normal. También existen funciones de reportes automáticos de generación de energía y fallas que pueden ser configurables.

En general, los sistemas de monitoreo se distinguen por el alcance de los datos adquiridos, las opciones del reporte y de la visualización. La mayoría de los fabricantes ofrece la visualización centralizada en un portal web, donde se puede visualizar y comparar los diferentes sistemas FV. Si el operador tiene diversas plantas, centralizarlas todas en un portal es más eficiente.

Esquemas Sistemas de Monitoreo: (a) Monitoreo centralizado (b) Monitoreo descentralizado. Fuente: Guía de operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos, Ministerio de Energía - GIZ.

El registrador de datos (datalogger) se comunica con el inversor con un cable o de manera inalámbrica y graba los datos del inversor y de los sensores (opcionales) para mostrar el rendimiento y los valores eléctricos. Los sensores de irradiación, temperatura de módulo y/o ambiente sirven para la evaluación de datos. Con esos sensores es más fácil localizar la falla o la divergencia de la producción esperada.

En la ilustración se presenta un esquema general de los componentes de un sistema de monitoreo centralizado (a) y descentralizado (b) para sistemas FV. En caso de que ocurra una reducción de producción de energía, el sistema avisa automáticamente a través de un mensaje de falla. Las alarmas pueden ser ajustadas y personalizadas en el portal. Las alarmas no sustituyen el control regular de los datos de monitoreo, porque no todas las fallas pueden ser detectadas automáticamente.

Un portal de monitoreo típico permite visualizar o ajustar lo siguiente:

Los datos eléctricos de la planta en tiempo real.

Los datos ambientales si el sistema FV está equipados con sensores.

Configuración de mensajes de alarma, cuando existen divergencia de los datos reales respecto a los parámetros configurados.

Realizar consultas o exportación de datos y gráficas comparativas.

Informes con la opción de personalización para analizar los datos y dispositivos.

Un mapa con la(s) planta(s) FV.

Es importante destacar que la revisión del sistema de monitoreo no sustituye una visita a la planta. Algunas fallas no peden ser detectadas sin una inspección técnica en terreno.


Ahorros y costos en O&M

Los sistemas FV tienen una necesidad menor de mantenimiento comparado a otros sistemas generadores de electricidad. Aun así, el mantenimiento es un componente relevante para garantizar el rendimiento pronosticado. En general, el mantenimiento es de bajo costo y las fallas corregidas generalmente valen los gastos y así se garantiza el retorno de la inversión. Sin embargo, siempre hay que tener presente que un sistema que no funciona correctamente no generará el total de los ahorros esperados, por lo mismo se debe contraponer las pérdidas posibles por no funcionamiento y los costos para el mantenimiento.


Texto extraído de “Guía de operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos”, con la autorización de GIZ Chile. www.energia.gob.cl/sites/default/files/guia_ operacionmantenimiento_final.pdf
Enero 2017
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