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Resolución de problemas típicos de los sistemas fotovoltaicos

Con la tendencia hacia la autonomía energética y las fuentes de energía renovable, los técnicos necesitan cada día más saber cómo solucionar los problemas de los sistemas fotovoltaicos.

Dados los problemas y la situación de la energía en los años recientes, ha habido un esfuerzo importante para aumentar la cantidad de energía que se obtiene de fuentes renovables. Las políticas de los gobiernos exigen el aumento del uso de energía solar en muchas áreas. Un técnico que dé mantenimiento a otros equipos en el edificio puede encontrarse con sistemas de energía solar. Como los conceptos y disposiciones de estos sistemas pueden ser nuevos para algunos técnicos, vale la pena dar un panorama general de los problemas que comúnmente los afectan.

Pocas cosas pueden fallar en los sistemas fotovoltaicos, pues constan de muy pocos componentes. Los principales son las celdas, los módulos, los conjuntos, el concentrador/ combinador y el inversor. El sistema fotovoltaico de un edificio puede suministrar energía a algún subsistema del inmueble o afectar la calidad eléctrica del edificio, lo que significa que los técnicos necesitan tener habilidades básicas de solución de problemas.


Tres problemas típicos de sistemas fotovoltaicos

En los ejemplos siguientes, la persona que realiza el diagnóstico de las posibles fallas en el sistema FV aprovecha las características de una pinza amperimétrica de verdadero valor eficaz con capacidad de tensión para realizar la mayor parte del trabajo, junto a una sonda flexible de corriente.

Emplear esta última es absolutamente indispensable para diagnosticar los problemas de los sistemas fotovoltaicos. Como grandes números de cables conectan cada módulo y cada conjunto a la caja del concentrador, las cajas de empalmes se llenan de cables individuales. Por ello, una sonda flexible hace que la medición de los cables individuales del módulo sea mucho más fácil, lo que así ahorra tiempo y aumenta la precisión.


Problemas en celdas, módulos o conjunto

Como lo hace con cualquier otra solicitud de solución de problemas, intente obtener tanta información del cliente como sea posible. Averigüe cuándo ocurrió el problema, cuándo el sistema fotovoltaico funcionó normalmente por última vez, y obtenga toda la información que pueda, como impresiones, y diagramas del cableado y de las salidas.

Un buen comienzo es la comprobación de la salida de todo el sistema en el sistema de medición o en el inversor. Antes de subir al techo, compruebe y registre la tensión de entrada del inversor y el nivel de corriente del conjunto. Si todo el sistema fotovoltaico está fuera de servicio y no produce energía, puede tratarse de un problema del inversor. Si el sistema fotovoltaico funciona con una salida de energía reducida, el problema puede encontrarse en uno de los conjuntos o módulos. Tendrá que seguir el cableado de esa derivación de regreso hasta el concentrador. De nuevo, una sonda flexible facilita esta tarea.

Este conducto eléctrico conecta un número de conjuntos de celdas solares entre sí.

Cuando llegue al techo, compruebe visualmente la presencia de cualquier daño evidente en todo el sistema. Además, tenga en mente que alguien podría haber desconectado los cables accidentalmente al dar mantenimiento a otro dispositivo en el techo. Una vez que encuentre el módulo o el conjunto que no está produciendo energía, revise todos los cables, interruptores, fusibles y disyuntores. Remplace los fusibles abiertos y restablezca los disyuntores e interruptores.

Tenga en consideración que, dado que el sistema fotovoltaico se encuentra en el techo, la caída de un rayo o una sobretensión podría haberlo afectado. Dada la presencia de una gran cantidad de cables, compruebe la presencia de cables rotos, y conexiones sucias o flojas. Remplace y limpie según sea necesario. Preste especial atención a las tuercas para cables que conectan los módulos entre sí. Es posible que se hayan aflojado y provoquen que no haya contacto.

Los concentradores pueden ser un excelente sitio para diagnosticar el sistema, pues los cables individuales de los módulos se dirigen ahí. Cada módulo puede tener un fusible que hay que comprobar con el medidor.

Los problemas de cableado y las conexiones flojas también pueden causar que un módulo en particular produzca una tensión demasiado baja. De nuevo, hay que comprobar todas las conexiones de los cables. Si la salida de un módulo en particular es baja, puede ser que una sección de celdas no funcione. Es posible localizarlas usando el medidor en la caja de empalmes hasta encontrar la causante del problema.

Cualquier suciedad en los módulos puede causar una reducción en la salida, así como que los módulos estén bajo la sombra. Aunque los módulos suelen ser diseñados para no necesitar mantenimiento durante años, puede que haya que limpiarlos. El polen puede ser un problema en algunas áreas del país. Compruebe el sistema con el medidor después de hacer cualquier corrección.


Problemas en la carga

Recuerde que el sistema fotovoltaico se usa para operar las cargas eléctricas del edificio. Cualquier problema con las cargas también tendrá un impacto en el sistema. El primer paso es comprobar los fusibles y disyuntores de carga. Con el voltímetro, compruebe la presencia de la tensión correcta en la conexión de la carga. A continuación, use el medidor para comprobar los fusibles y disyuntores. Si hay fusibles abiertos o disyuntores activados, localice la causa y repare o remplace el componente que esté fallando. Si la carga es un motor, es posible que se haya disparado un disyuntor térmico interno o que haya un devanado abierto en el motor. Como prueba, conéctelo en otra carga para verificar que funcione correctamente.

Como con cualquier otro sistema eléctrico, compruebe la presencia de cables rotos y conexiones flojas. Limpie todas las conexiones sucias y remplace todos los cables que no funcionen. Con la corriente desconectada, compruebe y repare todas las fallas a tierra. Si algún fusible o disyuntor se abre de nuevo, hay un problema de cortocircuito que hay que localizar y reparar.

Si la carga aún no funciona correctamente, use el medidor para comprobar la tensión del sistema en la conexión de la carga. Es posible que haya que cambiar los cables por unos de una circunferencia mayor. También es posible que las longitudes de los cables sean excesivas, lo que se traducirá en una baja tensión en la carga. En tal caso, puede reducir la carga en el circuito o tender un cable más grande.


Problemas en el inversor
Para medir la salida de corriente de esta celda fotovoltaica, un técnico coloca la sonda flexible de corriente alrededor del conductor.

Muchos técnicos trabajan con distintos variadores de velocidad cada día, de modo que están acostumbrados a comprobar alimentaciones de CC y CA. El inversor de un sistema fotovoltaico también puede fallar y causar problemas. El inversor convierte la corriente continua del sistema fotovoltaico en energía de CA para el uso del edificio. Si el inversor no produce la salida correcta, primero use el voltímetro y amperímetro de CC para comprobar y registrar la tensión de entrada de CC y el nivel de corriente del inversor. En el lado de CA, use la pinza amperimétrica para comprobar la tensión de salida y los niveles de corriente del inversor.

Como se mencionó anteriormente, muchos de estos sistemas tienen una pantalla que indica el rendimiento actual del sistema y el inversor. Recuerde que la pinza amperimétrica genera lecturas de valor real; puede usar la tensión y la corriente para medir y registrar la salida de kilovatios (kW). De ser posible, use la pantalla del inversor para visualizar el total de kilovatioshora (kWh) actual. Entonces puede anotar este valor y compararlo con el que se registró durante la última inspección.

Si el inversor no produce la cantidad correcta de energía, puede deberse a una variedad de problemas, de los cuales, todos pueden comprobarse fácilmente con el medidor:

fusible abierto.
disyuntor activado.
cables rotos.

Además, use la pinza amperimétrica para medir el lado de salida de CA del inversor, pues la carga en el inversor puede tener una demanda de corriente demasiado alta. Entonces, la opción es reducir las cargas o instalar un convertidor más grande.

Con la corriente desconectada, compruebe y repare todas las fallas a tierra antes de iniciar el inversor de nuevo. Recuerde que el inversor puede estar conectado al suministro de la empresa pública. La salida de corriente alterna del inversor fluctúa con el nivel de entrada de luz solar al conjunto. El inversor mantiene la tensión de salida y la fase correctas hacia el suministro de la empresa pública. Cualquier problema de tensión del suministro de la red pública puede hacer que el inversor se apague. Si esto sucede, póngase en contacto con la empresa de distribución eléctrica para que haga reparaciones.


Artículo gentileza de Intronica. / www.intronica.com
Noviembre 2020
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