MÓDULO V

MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO

Sponsored by

INDICE 1.

Mantenimiento de un sistema fotovoltaico a. Introducción b. Mantenimiento del sistema I.

Mantenimiento de panel fotovoltaico

II. Mantenimiento de la batería de acumulación III. Mantenimiento del controlador de carga para batería de acumulación (CCB) IV. Mantenimiento del inversor o convertidor DC/AC V. Mantenimiento de equipos consumidores y cableado VI. Recomendaciones y consejos útiles

2.

Manual de solución de problemas técnicos en instalaciones fotovoltaicas a.

Introducción

b.

Manual I.

Manual de operación y pruebas de los paneles FV

II. Manual de operación y pruebas de las baterías III. Manual de operación y pruebas del regulador de carga IV. Manual de operación y pruebas del inversor

3.

Ejercicio práctico

4.

Test

Bibliografía

2

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

1. Mantenimiento de un sistema fotovoltaico Introducción A lo largo de este curso hemos aprendido como realizar una elección entre distintas tecnologías a la hora de proveer de acceso a la energía a una comunidad rural aislada. Tras esto, hemos profundizado en la energía fotovoltaica, los sistemas solares fotovoltaicos tienen notables ventajas como la alta disponibilidad de funcionamiento, la sencillez en el mantenimiento y el bajo porcentaje de averías. Durante el curso se ha explicado de qué se compone un sistema fotovoltaico, como se realiza el dimensionamiento del sistema… pero una vez se acaba el dimensionamiento, aún queda trabajo por realizar en la instalación si queremos asegurarnos de que su vida útil no sea demasiado corta. Hablamos del mantenimiento del sistema fotovoltaico. Las tareas de mantenimiento son aquellas que se realizan con el fin de limitar el desgaste del sistema y asegurar su rendimiento y su vida útil hasta donde sea posible con los recursos disponibles. El mantenimiento de estos sistemas es sencillo, lo que los convierte en idóneos para zonas rurales aisladas. Sin embargo si no se dispone de una infraestructura local que se ocupe del mantenimiento, los sistemas podrían caer en desuso; por esto, la participación local es necesaria. Las tareas de mantenimiento de los sistemas fotovoltaicos que pueden ser realizadas directamente en el propio lugar de operación son: limpieza de los módulos fotovoltaicos, modificaciones del cableado, relleno de agua de las baterías, y reemplazo de fusibles, lámparas y reguladores de carga. La experiencia sugiere que la mayoría de los usuarios no deberían realizar ninguna tarea de mantenimiento fuera de limpiar los módulos fotovoltaicos. Es recomendable que en la comunidad rural que se beneficia con un sistema fotovoltaico, se tenga una persona, previamente entrenada y preferiblemente bien aceptada socialmente, que asuma la responsabilidad del mantenimiento primario (diagnóstico de fallos, reemplazo de fusibles, modificación del cableado, etc.). Cualquier información adicional que sea provista debería ser interpretada por esta persona y, por lo tanto, debería estar adaptada a su capacidad y a su función en el esquema de mantenimiento. Asimismo, la comunidad ha de disponer de un stock de repuestos, útiles y herramientas necesarias para poder cumplir con estas labores de mantenimiento.

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

3

Mantenimiento del sistema Las instalaciones solares fotovoltaicas, en su conjunto, son fáciles de mantener. Sin embargo, una instalación que no tenga el mantenimiento adecuado fácilmente tendrá problemas en un plazo más o menos corto.

Figs. 1, 2 y 3. Ejemplos de panel solar, controlador y batería utilizados en instalaciones solares fotovoltaicas Hay tareas de mantenimiento que de no llevarse a cabo conducirán simplemente a una reducción del rendimiento de la instalación, pero la omisión de otras podrían provocar el deterioro de algunos de los elementos o el acortamiento de su vida útil.

Fig. 4. Ejemplo de inversor utilizado en sistemas solares fotovoltaicos

Por todo lo anterior hay un conjunto de tareas que pueden ser realizadas perfectamente por el usuario para alargar la vida útil de estos sistemas.

Mantenimiento del panel fotovoltaico Los paneles fotovoltaicos requieren un mantenimiento nulo o muy escaso debido a su propia configuración: no tienen partes móviles y  las células y sus conexiones internas están encapsuladas en varias capas de material protector. Es conveniente realizar una inspección general 1 ó 2 veces al año: asegurarse de que las conexiones entre paneles y al regulador están bien ajustadas y libres de corrosión. 4

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Para la realización de trabajos sobre el panel, se recomienda tapar el módulo para evitar la generación de corriente eléctrica, así como utilizar herramientas debidamente revestidas con material aislante y guantes aislantes. El mantenimiento básico del panel solar fotovoltaico comprende las acciones siguientes:

• Limpieza sistemática de la cubierta frontal de vidrio del panel solar fotovoltaico (se recomienda que el tiempo entre una limpieza y otra se establezca teniendo en cuenta el nivel de suciedad ambiental, siendo una frecuencia adecuada la mensual, y la existencia o no de algún incidente que haya podido ensuciar los paneles, como una lluvia de barro, …). La limpieza debe efectuarse con agua y un paño suave, de ser necesario, se empleará detergente. Preferiblemente, la limpieza se hará fuera de las horas centrales del día, para evitar cambios bruscos de temperatura entre el agua y el panel (sobre todo en verano), asimismo, se recomienda bajar el panel fotovoltaico y situarlo sobre una superficie plana adecuada, así como desconectar los contactos del panel en la bornera para la limpieza. • Verificación que no hay terminales flojos ni rotos, que las conexiones están bien apretadas y que los conductores se hallan en buenas condiciones (ausencia de sulfatación de contactos, de oxidaciones en los circuitos y soldaduras de las células, comprobación de la estanqueidad de la caja de terminales y del estado de los capuchones de seguridad, comprobación de puestas a tierra, de temperatura de conexiones….). Se pueden limpiar con un cepillo metálico los contactos y bornes en caso de que fuese necesario eliminar suciedad o/y oxido. En caso de detectar anomalías, contactar con personal especializado. • Verificación que la estructura de soporte esté en buenas condiciones. En caso de que esta no se encuentre protegida contra el intemperismo (es decir, que no sea de aluminio, acero inoxidable o galvanizado), dar tratamiento con pintura antióxido. Anualmente se han de comprobar posibles de gradaciones, estado de fijación (comprobación de tornillería, …), estado de estanqueidad (comprobación de juntas, …) y estado de la toma de tierra. • Poda sistemática de los árboles que puedan provocar sombra en el panel solar fotovoltaico. No poner objetos cercanos que puedan dar sombra, como tanques de agua y antenas. En el caso de los árboles se debe prever su poda cuando sea necesario (Fig. 6).

Fig. 5. La sombra de árboles u otros objetos sobre el panel fotovoltaico afecta el funcionamiento de todo el sistema.

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

5

¡Advertencia! Nunca se ha de limpiar suciedades en la cubierta frontal del panel solar fotovoltaico con objetos cortantes o punzantes que puedan dañarlo.

Mantenimiento de la batería de acumulación Existen muchos tipos de baterías de acumulación, pero los más comunes en este tipo de instalaciones son las baterías plomo-ácido y níquel-cadmio. Dado que las segundas no necesitan prácticamente ningún mantenimiento, en este apartado trataremos el mantenimiento de las baterías plomo-ácido. La batería de acumulación es el elemento de los sistemas solares fotovoltaicos de pequeña potencia que representa mayor peligro para cualquier persona necesitada de manipularla (aunque sea para un mantenimiento básico), tanto por sus características eléctricas como por las químicas. Por tanto, antes de brindar las reglas de mantenimiento básico se exponen los riesgos fundamentales que se han de tener en cuenta, así como algunas recomendaciones y consideraciones para evitar accidentes. Riesgos del electrólito El electrólito utilizado en las baterías de acumulación de plomo-ácido (comúnmente usadas en estos sistemas) es ácido diluido, el cual puede causar irritación e incluso quemaduras al contacto con la piel y los ojos.

Fig. 6. El contacto accidental de los bornes con una herramienta metálica puede provocar una chispa que haría explotar el hidrógeno que desprenden las baterías durante el proceso de carga.

Los procedimientos siguientes se indican para evitar daños personales o disminuir sus efectos: Si por alguna razón el electrólito hace contacto con los ojos se deben enjuagar inmediatamente con abundante agua durante un minuto, manteniendo los ojos abiertos. Si el contacto es con la piel, lavar inmediatamente con abundante agua la zona afectada. En ambos casos, después de esta primera acción neutralizadora, solicitar rápidamente atención médica.

6

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Riesgos eléctricos La batería de acumulación puede presentar riesgos de cortocircuitos. Se recomienda al manipularlas observar las siguientes reglas:

• Quitarse relojes, anillos, cadenas u otros objetos metálicos de adorno personal que pudieran entrar en contacto accidentalmente con los bornes de la batería de acumulación. • Siempre que se necesiten, usar herramientas con mangos aislados eléctricamente. Riesgos de incendio Las baterías de acumulación presentan riesgos de explosión y por consiguiente de incendio, debido a que generan gas hidrógeno. Se recomienda lo siguiente:

• Proporcionar una buena ventilación en el lugar de ubicación de la batería de acumulación para evitar acumulación de gases explosivos. • No fumar en el área donde está ubicada la batería de acumulación ni prender chispas para observar el nivel del electrólito. • Mantener el área de la batería de acumulación fuera del alcance de llamas, chispas y cualquier otra fuente que pueda provocar un incendio (Fig. 7). • No provocar chispas poniendo en cortocircuito la batería para comprobar su estado de carga, pues también puede provocar explosión. Mantenimiento básico Es el elemento de la instalación que requiere una mayor atención; de su uso correcto y buen mantenimiento dependerá en gran medida su duración. Las operaciones usuales que deben realizarse son las siguientes: • Verificar que el local de ubicación de las baterías de acumulación está bien ventilado y que las baterías se encuentren protegidas de los rayos solares. Se recomienda mantener el lugar donde se coloquen las baterías entre 15 y 25 grados. El frío ralentiza las operaciones tanto de carga como de descarga. El calor por su parte, aumenta la evaporación del agua del electrolito, y promueve la oxidación de las placas positivas. • Siempre que sea posible, se ha de fijar las baterías, evitando su movimiento, asimismo, se han de mantener los terminales de conexión limpios, apretados (no en exceso) y seca la carcasa de la batería. • Mantener el nivel de electrólito en los límites adecuados (añadir solamente agua destilada cuando sea necesario para reponer las pérdidas ocasionadas durante el gaseo). Se recomienda, en la práctica, que siempre el electrólito cubra totalmente las placas, entre 10 y 12 mm por encima del borde superior (Fig. 8). En caso de que la caja exterior de la batería de acumulación sea transparente y posea límites de nivel del electrólito, este se situará entre los límites máximo y mínimo marcados por el fabricante.

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

7

Fig. 7. Para mantener el nivel del electrólito en los límites establecidos sólo se necesita añadir agua destilada utilizando un embudo plástico o de cristal. • Limpiar la cubierta superior de la batería y proteger los bornes de conexión con grasa antioxidante para evitar la sulfatación (Fig. 9).

Fig. 8. Todas las conexiones de las baterías deben estar protegidas con grasa antioxidante para evitar la sulfatación. • Verificar que los bornes de conexión están bien apretados. • Medir la densidad del electrolito (si se dispone de un densímetro): con el acumulador totalmente cargado, debe ser de 1,24 (+/- 0,01) a 20 grados Celsius. Las densidades deben ser similares en todos los vasos. Diferencias importantes en un elemento es señal de posible avería. Se recomienda efectuar esta operación semanalmente. • Verificar que el uso de las baterías es el adecuado y que su estructura de soporte está segura y en buen estado (Fig. 10). • Comprobar que no hay diferencias de carga en las distintas celdas de la batería, y si fuese así, efectuar una carga de nivelación. • En caso de que la batería no esté en uso, se ha de cargar y descargar bimestralmente • Se recomienda verificar la tensión de trimestralmente.

8

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Fig. 9. Las baterías de acumulación de las instalaciones fotovoltaicas además de calcularse para su uso determinado no están diseñadas para cubrir consumos muy intensos en poco tiempo y, por tanto, no deben ser utilizadas para poner en marcha motores de vehículos. Nota: Con la descarga profunda la batería se echa a perder, por lo que se recomienda evitar este tipo de operaciones.

Mantenimiento del controlador de carga para batería de acumulación (CCB) La simplicidad del equipo de regulación reduce sustancialmente el mantenimiento y hace que las averías sean muy escasas. Las operaciones que se pueden realizar son las siguientes: • Mantener el controlador de carga colocado en posición correcta, lugar limpio, seco y protegido de los rayos solares. • Chequear el funcionamiento correcto del controlador de carga. Si se detectan ruidos anormales, contactar con personal especializado. • Verificar que las conexiones estén correctas y bien apretadas. • Chequear que el fusible de entrada está en buen estado.

Nota: En caso de que el controlador de carga no funcione, contactar con el personal especializado.

Mantenimiento del inversor o convertidor DC/AC En la actualidad la mayoría de los inversores no requieren de ningún tipo de mantenimiento específico. Sin embargo, se pueden llevar a cabo, con una frecuencia anual o semi anual las siguientes inspecciones para asegurar su buen funcionamiento durante toda su vida útil:

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

9

• Verificar que el área de ubicación del inversor se mantiene limpia, seca y bien ventilada. • Verificar que el inversor está protegido de los rayos solares. • Comprobar que el inversor funciona adecuadamente y que no se producen ruidos extraños dentro de él. En caso de que la operación sea defectuosa o no funcione, contactar con personal especializado. • Limpiar y cambiar las esferas de los filtros de entrada de aire. • Limpiar las rejillas protectoras de entradas y salidas de aire. • Limpiar el disipador de calor del componente de potencia de forma anual. • Comprobar cubiertas y funcionamiento de bloqueos anualmente. • Comprobar si el aislamiento o los bornes presenta descoloración o alteraciones de otro tipo. En caso necesario cambiar las conexiones deterioradas o los elementos de conexión oxidados. • Comprobar la temperatura de conexiones mediante termografía infrarroja. En caso de que alguna conexión aparentemente correcta alcance una temperatura por encima de 60 ºC, se medirá la tensión e intensidad de la misma, controlando que está dentro de los valores normales. Si es necesario, sustituir dicha conexión. • Inspeccionar y, dado el caso, reponer las etiquetas de indicación de advertencia. • Comprobar el funcionamiento de los ventiladores y atender a ruidos. Los ventiladores pueden ser encendidos si se ajustan los termostatos o durante el funcionamiento. • Atender a los intervalos de sustitución preventiva de componentes (ventiladores, calefacción). • Verificar el envejecimiento de los descargadores de sobretensión y, dado el caso, cambiarlos. • Inspeccionar visualmente los fusibles y seccionadores existentes y, dado el caso, engrasar los contactos • Revisar el funcionamiento de los dispositivos de protección • Revisar las tensiones de mando y auxiliares de 230 V y 24 V • Comprobar el funcionamiento de la parada de emergencia • Controlar la función de sobre temperatura y revisar el funcionamiento del circuito de seguridad de esta función

Mantenimiento de equipos consumidores y cableado El mantenimiento de los equipos consumidores (radios, televisores, refrigeradores, computadoras, etc.), es el mismo que se le hace a éstos cuando funcionan conectados a la red eléctrica.

10

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

• En el caso del refrigerador, ubicar en un lugar bien ventilado para garantizar un uso más eficiente y por tanto no cambiarlo de ubicación sin la consulta del especialista. • Verificar que todos los empalmes y conexiones estén fuertemente apretados para evitar falsos contactos, y protegidos adecuadamente con cinta aislante. Limpiar regularmente el tubo fluorescente y la cubierta protectora de las lámparas (en caso que la posea), a fin de obtener un mayor nivel de iluminación. ¡Muy importante! Si un componente del sistema no funciona adecuadamente y su solución está fuera de las acciones que se han establecido en este manual básico, contactar inmediatamente con personal especializado. No acudir a personas no autorizadas ni tratar de solucionar el problema por nosotros mismos. Con esta medida se evitan accidentes y daños a la instalación (Fig. 10).

Fig. 10. Siempre consulte y trabaje con instituciones especializadas en el montaje y mantenimiento de los sistemas solares fotovoltaicos.

Recomendaciones y consejos útiles • Desconectar los equipos electrodomésticos en los días de tormentas eléctricas fuertes y ciclones para evitar que una descarga atmosférica pueda averiarlos. • No conectar al sistema equipos electrodomésticos o de otro tipo que no hayan sido considerados en el diseño, sin consultar a los especialistas, ya que una sobrecarga por consumo excesivo puede provocar su mal funcionamiento. • No permitir que otros usuarios se conecten a la instalación (no hacer tendederas). • No conectar equipos de potencia superior a la del inversor DC/AC, pues esta sobrecarga puede dañarlo. • Almacenar el agua destilada en recipientes plásticos o de cristal; siempre que se vaya a añadir agua destilada a la batería de acumulación, usar también embudo de plástico o cristal (en ningún caso emplee recipientes metálicos).

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

11

• Una forma de recolectar agua destilada es aprovechar los días de lluvia. Una vez que comience a llover, esperar de 10 a 15 minutos y luego coloque un recipiente abierto, de plástico o cristal, al aire libre. Nunca recolectar agua de techos, canaletas y otros medios. • No utilizar, en sustitución del agua destilada para rellenar la batería de acumulación, agua de río, hervida u otro tipo que no sea la recomendada, ya que esto daña la vida útil de la batería de acumulación. • Fijarse regularmente en los indicadores lumínicos del controlador de carga y en caso de notar que alguno de ellos no enciende, contactar inmediatamente con personal especializado. • Recordar siempre que en los sistemas fotovoltaicos la energía es limitada, y por tanto se hace mucho más necesario el ahorro al máximo. Por tanto, no mantener luces o equipos encendidos innecesariamente.

2. Manual de solución de problemas técnicos en instalaciones fotovoltaicas. Introducción En este apartado del curso se intenta proveer al alumno de un manual que le permita, ante un fallo en la instalación, obtener toda la información posible y sus causas para poder, en caso de que proceda, o bien restablecer el funcionamiento habitual del sistema o bien pedir ayuda especializada. Manual Para la ejecución de las tareas y pruebas indicadas en este manual se necesitará disponer de los siguientes instrumentos de medida: • Multímetro DC y AC • Pinza amperimétrica DC y AC • Densímetro • Termómetro • Célula Solar calibrada o piranómetro • Brújula (para medir la orientación Norte / Sur) Manual de operación y pruebas de los paneles FV Se recomienda rellenar una tabla con los datos del fabricante de los paneles fotovoltaicos como la siguiente:

12

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Nº

1. 2. 3. 4. 5.

CARACTERÍSTICAS MARCA MODELO DIMENSIONES Tipo de material de la celda

UNIDAD

REQUERIDO

mXm Monocristalino/ Policristalino Número mínimo de celdas Celdas Diodos de “by pass” (2?) (en caja Unidades conexión) Tensión nominal VCC Potencia pico (Wp) (condiciones Wp estándar: 2

6. 7.

8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Irradiación = 1000 W/m Temperatura de Celda = 25ºC Masa de Aire = 1,5)

Tolerancia del panel Máx: 3% Temperatura normal de operación de la celda (NOCT), en condiciones:

% ºC

Rango de temperaturas admisibles Tensión máxima en condiciones estándar de medida Corriente máxima en condiciones estándar de medida Tensión de circuito abierto en condiciones estándar de medida Corriente de cortocircuito en condiciones estándar de medida Normas de fabricación Tiempo de vida mínimo garantizado Fracción de potencia inicial, mínima, luego de 20 años de operación.

ºC Voc (Vcc)

Irradiación = 800 W Temperatura ambiente = 20ºC Velocidad del viento = 1 m/s/)

De –10 a +60 ºC

Im (A) Vm (VCC) Isc, (A) Años %

IEC – 61215 20 80

Tabla 1. Datos de los paneles FV Una vez rellenada la tabla, hemos de saber que además de estos, existen otros parámetros importantes que hemos de conocer. La curva I-V es la característica de funcionamiento más importante de un sistema FV, para manejar esta curva hemos de conocer los siguientes conceptos y saber realizar los ensayos correspondientes a nuestros paneles para medirlos:

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

13

• Corriente de cortocircuito (Isc): I medida con V= 0. • Tensión de circuito abierto (Voc): V medida con I =0 • Punto de máxima potencia (Pm): Vmax * Imax

Fig. 11. Curva I-V A continuación se exponen los ensayos a realizar para la obtención y posterior comprobación de los parámetros anteriores: Corriente de cortocircuito (ISC): Medir en los bornes del módulo (caja de conexión) Notas: Las medidas pueden variar de manera significativa según el tiempo, hora del día y posible sombra en los módulos. Medir a +/- 2 horas del mediodía

Tensión de circuito abierto (VOC): Medir en los bornes del módulo (caja de conexión) Equipo de medida Parámetro a medir Tensión de circuito Multímetro DC abierto CC (Vdc) Tensión de circuito Multímetro DC abierto CC (Vdc) Temperatura (ºC)

Termómetro

Localización Tensión salida DE CADA MÓDULO (sin carga!!) Tensión salida DE CADA SERIE DE MÓDULOS (sin carga!!) Medio ambiente

Notas: El valor de la tensión del circuito abierto de la serie, corresponde a la suma de las tensiones individuales de circuito abierto de los módulos conectados en serie. Si el valor medido es mucho más bajo que lo esperado, significa que la serie tiene algún problema.

14

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Comprobación del buen funcionamiento del panel: 1. Estado del panel: Para asegurar el correcto funcionamiento del módulo FV, bajarlo con cuidado y con el multímetro conectarlo en las bornes de salida del panel, cubrirlo con un paño oscuro e ir descubriéndolo paulatinamente, el voltaje en el multitester debe comenzar a incrementarse y luego estabilizarse 2. Funcionamiento en carga: El propio inversor actúa de carga del campo FV, por lo que podemos realizar las pruebas de funcionamiento en carga mientras este esté funcionando, los parámetros que se esperan obtener de las pruebas en carga son las intensidades y tensiones de cortocircuito, estas medidas se realizarán cada dos horas durante un día y los informes se acompañarán de una hoja de notas en la que se ha de indicar si el día está despejado o no. ¿CUÁNDO? Tomar medidas cada dos horas durante un día

Parámetro a medir Intensidad de CC (A) Tensión de CC (Vdc) Temperatura (ºC) Día soleado?

Equipo de medida Multímetro DC y pinza amperimétrica DC Multímetro DC Termómetro

Localización Intensidad entrada al inversor Tensión entrada al inversor Medio ambiente

Protecciones de instalación recomendada

Dispone? Protección Diodos de by pass (2?) Diodos bloqueo ( circuito ppal de salida módulo) Fusible (en circuito ppal de salida módulo) Toma de puesta a tierra Cables

Observación campo: Protección frente a Protege a las células Contra corriente inversas Contra sobre intensidades Contra sobre tensiones Rango Tª -40ºC a90ºC VDC = 600 y 1000 Vdc

Tabla 5. Protecciones de instalación recomendada

Figura 12. Diodos de bypass y diodos de bloqueo

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

15

Actuación ante detección de una muy baja tensión: Muy bajas tensiones se suelen asociar a malas conexiones en los terminales o defectos en los diodos bypass. Si nos encontramos con ellas, hemos de seguir el siguiente procedimiento: 1.

Comprobar todas las conexiones en los puntos del circuito abierto.

2.

Cubrir todos los módulos de la serie antes de actuar y desconectar los dos conectores de cada módulo

3.

Quitar la cubierta de los módulos y comprobar para cada módulo la tensión en el circuito abierto, (Voc).

4.

Si la tensión está por debajo del 50% del valor esperado, existe un problema en los diodos bypass. En este caso se ha de contactar con el soporte post-venta.

5. Si el nivel de radiación es bueno y si la tensión en el terminal varía en más del 5% de los valores esperados, compruebe que no haya problemas de conexión eléctrica. Manual de operación y pruebas de las baterías Medición del voltaje en vacío de cada batería Un voltaje menor de 10.5 Vdc indica una descarga profunda de la batería, y la necesidad de reemplazarla. Es posible que, si las baterías sufrieron una descarga y han sido dejadas un largo periodo sin cargar, se haya producido una sulfatación de las mismas, y no sea posible recargarlas. Síntomas de la sulfatación: • Densímetro registra siempre una densidad baja del electrolito, a pesar de que el elemento se somete a la misma carga que los demás elementos • La tensión siempre es inferior a la normal • Es imposible cargar la batería a todas su capacidad • Las 2 placas presentan un color claro. En este caso, es posible tratar de revertir esta situación, mediante las siguientes acciones, • Aplicación de movimientos de sacudida o volteo de la batería • Realizar una carga de “topping”, mediante la cual la batería de 12 vdc es llevada a 16 vdc durante 1 o 2 horas. Este proceso requiere de un regulador de carga y una atención constante para evitar el calentamiento excesivo de la misma y una pérdida de electrolito por gasificación.

16

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Medición del voltaje en el proceso de carga y tras su finalización en cada batería • Verificar el correcto proceso de carga, así como que una vez finalizado este el valor medido es constante a 12-13.5 Vdc durante una hora

Manual de operación y pruebas del regulador de carga En lo relativo al test del regulador de carga, para verificar su correcto funcionamiento se recomienda seguir los siguientes pasos:

Fig. 13. Regulador de carga

1. Desconectar las líneas de conducción del panel fotovoltaico al regulador de carga. 2. En el caso de tener suciedad en los contactos o restos de óxidos, desconectar todos los conductores y limpiarlos con un cepillo metálico, tanto los bornes de conexión como los terminales de los conductores. Reconectar y realizar el ajuste adecuado en los bornes (tener cuidado con la polaridad). 3. Verificar y ajustar los tornillos de los bornes 4. Conectar nuevamente los conductores de alimentación del panel fotovoltaico. 5. Si existiesen fusibles, verificar también el estado de los contactos, y si es necesario cambiarlos. 6. Desconectar los conductores de salida del regulador de carga y verificar las tensiones en los bornes de los mismos, luego instalar las salidas una por una verificando el correcto funcionamiento de los equipos instalados. Se ha de disponer del manual del equipo, que servirá como guía de orientación en caso de duda.

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

17

Manual de operación y pruebas del inversor Se recomienda rellenar una tabla con los datos del fabricante del inversor como la siguiente:

Nº

CARACTERÍSTICAS MARCA MODELO Potencia nominal CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Nº 1.

Medidas

Nº 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13 14. 15. 16.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Potencia Nominal Potencia de Sobrecarga (5 minutos) Tensión Nominal de Entrada Variaciones de la Tensión de Entrada Tensión Nominal de Salida Variaciones de la Tensión de Salida Rendimiento Frecuencia Nominal de Salida Rango de Frecuencia de Salida Forma de la Onda Consumo Máximo / Mínimo Consumo en Espera Factor de potencia Cos φ Grado de protección IP Rango de temperatura de funcionamiento Rango de humedad relativa de funcionamiento

UNIDAD

REQUERIDO

W UNIDAD

REQUERIDO

UNIDAD [W] [W] [V] [V] [V] [V] % Hz Hz

REQUERIDO

[°C] [%]

En lo relativo al test del inversor, para verificar su correcto funcionamiento se recomienda seguir los siguientes pasos: • Comprobación del cableado y limpieza de los bornes • Comprobación de la alimentación a 12 V • Comprobación de la salida a 220 Vac • Medición eléctrica del autoconsumo, verificando que se encuentra en los límites definidos por el fabricante

Para poder comprobar lo anterior, lo mejor es disponer de un polímetro digital y medir la corriente y la tensión a la entrada y a la salida.

18

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

Para ello, el procedimiento sería: 1.

Con las pinzas del polímetro (modo voltímetro) medir en las bornas y en el cable de tierra por el lado de continua

2.

Desconectar el inversor

3.

Insertar el polímetro (modo amperímetro) entre el conductor y el inversor, de manera que circule por él la corriente

4.

Repetir el procedimiento por el lado de alterna

5.

Los valores que mida en el lado de alterna serán distintos, ya que el polímetro mide valor eficaz de la onda senoidal.

Con estos valores seremos capaces de conocer las pérdidas, elemento más importante a tener en cuenta.

Bibliografía [1] Mantenimiento de sistemas solares fotovoltaicos – Rubén Ramos Heredia, José Camejo Cuán, Soe Márquez Montoya [2] ¿Que mantenimiento requiere un sistema fotovoltaico? – Hispano Energías Verdes http://www.energiasverdes.com/preguntas-frecuentes/que-mantenimiento-requiere-un-sistema-fotovoltaico.html [3] Mantenimiento requerido por baterías de Plomo Acido http://ayudaelectronica.com/mantenimiento-requerido-baterias-plomo-acido/ [4] Planta Solar Fotovoltaica de 500kW sobre la cubierta de una nave industrial en la ciudad de Sevialla. Manual de mantenimiento – Manuel Campos Fernández

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

19

3. Ejercicio práctico Se detecta en una instalación fotovoltaica aislada que esta no está funcionando correctamente, ya que cuando los usuarios conectan una carga al sistema esta parece no estar conectada a ninguna fuente de energía. Se cuenta con el siguiente material: • • • • •

Multímetro DC y AC Pinza amperimétrica DC y AC Densímetro Termómetro Célula Solar calibrada

Expón el plan de actuación que seguirías para identificar el posible problema.

4. Test 1

¿Cada cuánto tiempo es recomendable realizar una inspección de los paneles fotovoltaico? a. 1 o 2 veces a la semana b. 1 o 2 veces al mes c. 1 o 2 veces al año

2

Sabemos que existen muchos tipos de baterías de acumulación, pero los más comunes en las instalaciones eólicas son las de plomo-ácido y las de níquel-cadmio. ¿Cuáles necesitan de menos mantenimiento? a. Las de plomo-ácido b. Las de níquel-cadmio c. Ambas necesitan el mismo nivel de mantenimiento

3

¿Qué tipo de agua es necesaria añadir para mantener el nivel de electrólito de las baterías de las en los límites adecuados? a. Agua hervida b. Agua de río c. Agua hervida

4

¿Cuáles de los siguientes son síntomas de sulfatación de las baterías? a. La tensión siempre es superior a la normal, es imposible cargar la batería a toda su capacidad, las dos placas presentan un color claro b. La tensión siempre es inferior a la normal, es imposible cargar la batería a toda su capacidad, las dos placas presentan un color oscuro c. La tensión siempre es inferior a la normal, es imposible cargar la batería a toda su capacidad, las dos placas presentan un color claro.

20

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

5

¿Cuál es el elemento de la instalación que requiere una mayor atención? a. El panel fotovoltaico b. La batería de acumulación c. El inversor o convertidor DC/AC

6

¿Qué deberíamos hacer si queremos revertir la sulfatación de las baterías? a. Sacudir la batería y realizarle una carga “topping” mediante la que una batería de 12vdc se carga a 16vdc durante 10 o 20 horas. b. Sacudir la batería y realizarle una carga “topping” mediante la que una batería de 12vdc se carga a 16vdc durante 1 o 2 horas. c. Ninguna de las anteriores.

7

¿Contra qué tipo de riesgos se nos enseña en el capítulo que nos debemos de proteger a la hora de mantener unas baterías? a. Eléctricos, mecánicos y de incendio. b. Eléctricos, de electrolito y mecánicos. c. Eléctricos, de electrolito y de incendio

8

¿A partir de qué porcentaje por debajo del nominal de la tensión de los paneles puede existir un problema en los diodos de bypass? a. 30% b. 70% c. 50%

9

¿Qué parámetros se necesitan para conocer La curva I-V de un sistema FV? a. Corriente de cortocircuito y tensión de circuito abierto b. Corriente de cortocircuito, tensión de circuito abierto y potencia nominal c. Corriente de cortocircuito, tensión de circuito abierto y punto de máxima potencia

10 ¿Cada cuánto tiempo es necesario cargar y descargar las baterías cuando no están en uso? a. Semestralmente b. Bimestralmente c. Anualmente

FUNDACION ICAI • SUNEDISON

21

Sponsored by