A medida que las matrices fotovoltaicas envejecen, existen muchas causas que pueden provocar un rendimiento inferior del sistema. Algunas son previsibles, como pérdidas por suciedad o degradación de la matriz a largo plazo. Otras no lo son tanto, como un fallo del diodo de derivación, módulos agrietados, etc. Dado que los trazadores de curvas I-V capturan todos los puntos operativos de corriente y tensión de una fuente fotovoltaica, son capaces de identificar síntomas de bajo rendimiento en los sistemas fotovoltaicos.
Cada ficha técnica del módulo proporciona una curva I-V del modelo que representa todas las combinaciones de corriente y tensión en las que puede operar o cargar el módulo en condiciones de prueba estándar (STC). Cuando una curva I-V medida difiere significativamente en altura, anchura o forma de la curva I-V prevista, que se basa en la curva I-V del modelo pero que se ajusta en función de las condiciones reales de irradiancia y temperatura, el tipo de la desviación proporciona pistas sobre posibles problemas de rendimiento. Los trazadores de curvas I-V, como el Solmetric PVA-1500 de Fluke, son primordiales para detectar estos síntomas de bajo rendimiento.
Kit de analizador fotovoltaico Solmetric PVA de 1500 V de Fluke con SolSensor de Fluke
Aspectos de seguridad para la resolución de problemas en sistemas fotovoltaicos
La seguridad es clave cuando se trabaja con sistemas eléctricos. Es esencial comprender la composición y el funcionamiento del sistema fotovoltaico en cuestión, utilizar equipos de prueba con la capacidad adecuada y cumplir las normas de seguridad, como la norma NFPA 70E. El uso de trazadores de curvas I-V, como el Solmetric PVA-1500 de Fluke, puede mejorar la seguridad respecto a otros métodos de comprobación, ya que permite realizar pruebas sin necesidad de someter los circuitos a carga de inversor.
Procedimiento básico de comprobación
En sistemas fotovoltaicos comerciales y suministro eléctrico, los trazados de la curva I-V se miden normalmente en cuadros aislados eléctricamente. Por ejemplo, si la monitorización a nivel de zona o la termografía aérea indican un rendimiento insuficiente en un cuadro eléctrico fotovoltaico, se puede marcar para su inspección. Una vez aislados, las inspecciones visuales seguidas del trazado de curvas I-V pueden identificar los circuitos de la fuente que presentan un bajo rendimiento. Las medidas de rendimiento calibradas implican la instalación de un sensor de irradiancia en el plano de la matriz y la conexión de un sensor de temperatura a la parte posterior de un módulo. Cada circuito de la fuente fotovoltaica se prueba individualmente, con un proceso que tarda de 10 a 15 s por circuito, y los datos se guardan electrónicamente.
Forma y rendimiento normales
Para identificar problemas de rendimiento sobre el terreno debe tener una referencia que sirva como comparación. Para la resolución de problemas puede utilizar medidas tomadas en circuitos de la fuente fotovoltaica cercanos para compararlas. Sin embargo, los datos de la placa de características del módulo suelen ser la base para la comparación, especialmente cuando se hace una evaluación comparativa del rendimiento a lo largo del tiempo.
Antes de realizar la prueba de la curva I-V, especifique el módulo que está probando y cuántos módulos están conectados en serie o en paralelo. Basándose en estas y otras entradas de configuración, el software calcula las características de rendimiento esperadas, como ISC, IMP, VOC, VMP y PMP, en condiciones de prueba estándar. Dado que las condiciones en campo difieren invariablemente de las condiciones de prueba en fábrica, los trazadores de curvas I-V utilizan modelos matemáticos para tener en cuenta las condiciones reales de irradiancia y temperatura sobre el terreno y generar una curva I-V prevista y un valor de potencia máxima para el circuito o módulo de la fuente fotovoltaica sometidos a prueba.
Si un circuito o módulo de la fuente fotovoltaica funciona con normalidad, su curva I-V tiene una forma normal. Además, la potencia nominal de salida máxima, que el trazador de curvas calcula a partir de los datos I-V, se aproximará mucho a la potencia máxima prevista. En este contexto, utilizamos el factor de rendimiento (PF) para cuantificar si una curva I-V medida corresponde a una curva prevista. Se presenta en forma de porcentaje y se calcula utilizando la potencia máxima medida y prevista (PMP), como se muestra en la ecuación PF = (PMP medida ÷ PMP prevista) × 100. Una forma de curva normal y un factor de rendimiento entre el 90% y el 100% indican que un circuito o módulo de la fuente fotovoltaica funcionan correctamente y no están muy a la sombra ni sucios.