Artículo publicado en la edición 11 de la Revista Canal solares. Pulse aquí ¡Y descárgalo ahora gratis!
Una vez completadas todas las etapas de diseño y construcción (regulatoria, terrenos, ingeniería, adquisiciones, instalación y puesta en marcha) de la planta fotovoltaica –así como, en algunos casos, la cabina de medida, la subestación y la línea de conexión–, es necesario iniciar el plan de O&M (Operación y Mantenimiento) para asegurar el correcto funcionamiento y durabilidad de los equipos.
Las acciones y buenas prácticas implican controlar y gestionar la operación en tiempo real, así como monitorear el desempeño del sistema y realizar cualquier mantenimiento preventivo y correctivo para solucionar problemas que puedan interferir en la generación de energía y resultar en pérdida de productividad, reducción en el tiempo esperado de funcionalidad de los principales productos y sistemas de la planta.
Otro punto a destacar en estos procesos es la importancia de reducir los costos operacionales, eliminar el riesgo de lesiones a los empleados y mitigar la ocurrencia de interrupciones en la generación.
En otras palabras, el segmento de O&M está directamente relacionado con los gastos operativos (OPEX), que corresponden al costo de mantener el sistema en funcionamiento y en buen estado, incluyendo los gastos en materiales, equipos, propiedades e inmuebles. En el sector solar, es el costo necesario para mantener la planta en pleno funcionamiento.
Podemos por tanto decir que dentro del concepto de O&M existen definiciones de las siguientes actividades:
- Operación: supervisar el desempeño del funcionamiento y operatividad de equipos y sistemas;
- Mantenimiento: acciones correctivas y principalmente preventivas (acciones tomadas ‘a tiempo’ para evitar futuros problemas y pérdidas de generación) de situaciones que interfieren en la generación eléctrica y la productividad de los UFV.
Problemas más comunes encontrados en plantas fotovoltaicas
Antes de adentrarnos en los procesos y etapas de operación y mantenimiento, es importante destacar, en primer lugar, los principales problemas que se encuentran durante la operación de un proyecto fotovoltaico.
O Estudio Estratégico: Generación Distribuida 2021 | Mercado Fotovoltaico 2er Semestre, desarrollado por Greener, destacó las mayores dificultades reportadas por los consumidores.
Entre los más comunes están el mal funcionamiento y la rotura del inversor; la rotura del transformador; problemas con los interruptores, el cableado y los conectores, así como con el sistema de monitorización; rotura de placas durante la instalación; módulos mal posicionados y su rotura.
Los paneles, por ejemplo, pueden presentar diversos problemas durante su vida útil. La mayoría de ellos se deben al uso de materiales y procesos de fabricación de baja calidad.
Los más comunes son: grietas y fisuras en las celdas, formación de ampollas, delaminación, decoloración del encapsulante, rastros de caracol, desalineación de las celdas, fallas de soldadura y metalización, fallas en puntos calientes, cajas de conexiones y conectores MC4, y el efecto de degradación inducida por PID (degradación inducida por potencial).
Actividades de O&M: mantenimiento preventivo
Para evitar que se produzcan estos casos mencionados y otros más, es necesario realizar trabajos de mantenimiento preventivo, que como su nombre indica, es la prevención de problemas y fallos del sistema.
“Se elabora un contrato de 12 a 32 meses, que ofrece un cronograma de servicios y mediciones a realizar, que garantizan una previsibilidad operativa más efectiva”, afirmó Kleber Alota, profesional certificado PMP (Project Management Professional) y director técnico de AK Energia Solar.
Según él, las principales actividades del equipo que desempeña estas funciones incluyen:
- Limpieza de módulos fotovoltaicos;
- Control de vegetación (corte de maleza);
- Control de vida silvestre;
- Drenaje y control de inundaciones (desatasco/desbloqueo de zanjas);
- Limpieza, conservación, pintura, lubricación, fijación, apriete de componentes mecánicos;
- Respuesta a alarmas y reparación de componentes no esenciales en la generación de energía;
- Reparametrización de equipos para mejorar la disponibilidad y eficiencia;
- Mantenimiento de circuitos de MT y cubículos ubicados en la central eléctrica.
- Apretar los tornillos;
- Análisis termográfico de módulos, inversores y puntos de conexión principales (puntos calientes).
Por lo tanto, podemos decir que el mantenimiento preventivo consiste en inspeccionar, realizar pruebas y realizar mediciones periódicas en cadenas, inversores, estructuras de fijación y conexiones eléctricas. Algunos equipos, como una cámara termográfica y un trazador de curvas IV, pueden ser útiles», destacó Elvis Almeida, Director de Nuevos Negocios de MySol.
Geraldo Dias, director de operaciones de GLD Energia, comparte la misma idea y agregó que, en lo que respecta a la contratación de una empresa de O&M para realizar trabajos preventivos, independientemente del alcance contratado y del tamaño del sistema, se recomienda que se realice un mapeo detallado de los límites de la propiedad y de la planta respecto de los siguientes ítems:
Estructura
- Estado de conservación y puntos de atención del cerco perimetral;
- Drenaje interno o externo que pueda afectar la generación;
- Tipo de suelo para definir las herramientas que se utilizarán para su mantenimiento;
- Acceso y disponibilidad de agua potable para el lavado de los módulos;
- Evaluación del tráfico vehicular o la existencia de plantaciones alrededor de la propiedad para estimar la necesidad de módulos de lavado o, en proyectos grandes, mapear qué áreas requieren más lavado que otras en el parque.
Generacion
Según Dias, se sugiere que, en lo que se refiere a la contratación del mantenimiento de los elementos de generación, la empresa realice una nueva puesta en servicio, aunque la planta haya iniciado recientemente la generación, para comprobar y comprender en detalle el sistema en cuanto a:
- Medidas obtenidas;
- Par de apriete de tornillos de conexiones energizadas;
- Estado de las mesas de soporte del módulo;
- Estado de los módulos.
“Con estos datos se emite el informe de planta al recibirlos y a partir de esa fecha se inicia el monitoreo de la generación, utilizando siempre como referencia los datos del proyecto”, informó.
Mantenimiento correctivo
Si aún después de los trabajos realizados anteriormente se identifica un bajo rendimiento de la planta, se recomienda llamar a asistencia técnica especializada para restablecer las condiciones iniciales e ideales de funcionamiento de las máquinas y equipos, eliminando cualquier fuente de falla que pueda existir.
En otras palabras, adherirse al mantenimiento correctivo, que actúa de forma específica y dirigida a solucionar uno o varios problemas que están impidiendo el funcionamiento de la planta fotovoltaica.
“Cuando un producto o sistema deja de funcionar o deja de funcionar correctamente, es necesario actuar de inmediato para reemplazar el componente dañado y restablecer la operación de la planta”, explicó Alota, quien también enumeró los puntos principales identificados por el equipo de operaciones y mantenimiento en esta etapa:
- Detección (y corrección) de fallos y alarmas;
- Mitigación de problemas causantes de fallas y alarmas y composición de informes de control de planta;
- Sustitución de partes y piezas dañadas;
- Reparación de módulos, inversores, cajas combinadoras, skids, transformadores, centros eléctricos;
- Apropiación de causas de fallas fuera de garantía;
- Reportar fallas de producción al cliente final;
- Análisis de degradación de productos o componentes, implementación de reparaciones o espera de órdenes de recuperación;
- Reajuste de los términos de garantía, cuando sea necesario;
- Reparaciones de circuitos de iluminación exterior;
- Reparaciones a sistemas de monitoreo, CCTV (Circuito Cerrado de TV) y fibra óptica en UFVs.
Operación
En cuanto al funcionamiento de la planta fotovoltaica, éste se basa en las actividades que realiza el mantenimiento, afirmó el director técnico de AK Energia Solar.
Esto se debe a que, dado que un sistema es una inversión significativa, es crucial que funcione correctamente durante mucho tiempo. Esta longevidad es posible —la planta está diseñada para funcionar durante muchos años—, pero requiere inspecciones constantes para su mantenimiento —enfatizó—.
Para las labores de gestión de operaciones y funcionalidad, el especialista comentó que normalmente se ofrece monitoreo en línea de la planta, sobre todo si cuenta con CCTV.
“Se generan informes de seguimiento mensuales (o quincenales) que muestran el desempeño del proyecto y de los componentes que forman parte del mismo (subestación, caseta de medición, línea de conexión, red de media tensión, etc.)”, explicó.
De hecho, una de las partes más importantes del funcionamiento de un negocio es precisamente monitorear todos los datos y diversos componentes que lo conforman, ya que el retorno de la inversión depende de la generación continua y confiable de energía.
Por ello, la utilización de un sistema Scada –siglas en inglés que significa Sistema de Supervisión y Adquisición de Datos– puede ayudar a mejorar el rendimiento de la planta, lo que puede ser útil tanto para GC (generación centralizada) como para GD (generación distribuida).
Es una tecnología que utiliza software de monitorización y supervisión para obtener información más detallada de las plantas, permitiendo monitorizar, configurar, almacenar datos y disponer de recursos para que el propietario pueda intervenir manual o automáticamente en el proceso, cuando sea necesario.
En tiempo real, por ejemplo, es posible visualizar y monitorizar esta información, como por ejemplo identificar posibles sobrecargas energéticas en los inversores.
En el segmento GC, incluso es posible cambiar, en apenas unos segundos, la posición de los seguidores para obtener una mayor captación de luz solar en determinados momentos del día.
La materia ¿Puede un sistema Scada mejorar la rentabilidad de una planta fotovoltaica? Publicado en la décima edición de la revista, contiene más detalles. Visite el sitio web canalsolar.com.br/revista-canal-solar.
Problemas derivados de la falta de operaciones y mantenimiento eficientes
A menudo, debido a la falta de madurez o incluso de conocimiento técnico del cliente o proveedor que realizará la O&M, una ejecución inadecuada puede llevar a un funcionamiento no deseado del sistema.
En medio de este escenario, el director de operaciones de Energía GLD Se enumeraron los problemas comunes relacionados con los activos. Estos son:
- Avispas, abejas encontradas en inversores, cadenas y transformadores;
- Nidos de pájaros en estructuras de mesas o debajo de paneles;
- Ratas en las cajas de conexiones;
- Animales venenosos que se esconden en la vegetación alta y se alimentan de ratas;
- Degradación del suelo debido a falta o inadecuado drenaje;
- Rotura de placas por poda de vegetación con maquinaria inadecuada;
- Microfisuras en módulos provocadas por procesos de lavado inadecuados.
En cuanto a la generación, según Geraldo Dias, el problema más perjudicial es la rotura de los módulos durante la poda de la vegetación. «Cuando un panel se rompe durante el lavado, el problema se detecta rápidamente y el módulo se reemplaza inmediatamente, reduciendo así los costos de generación».
“Sin embargo, cuando un panel se rompe por una piedra, aunque sea pequeña, lanzada por una desbrozadora manual o mecanizada en la parte trasera del panel, que es un lugar poco visible, esto hará que sea difícil identificarlo y, por lo tanto, tomará más tiempo reponerlo, provocando así una pérdida de generación”, explicó.
Además, citó otros problemas que provocan pérdidas en la generación de energía, como:
- No seguir las instrucciones del fabricante del equipo con respecto a la frecuencia de reapriete los tornillos en las conexiones energizadas;
- Investigación detallada de fallas sistémicas de equipos y componentes;
- Nivel de suciedad de los módulos por encima de lo esperado;
- Baja frecuencia de lavado de los paneles.
Según Dias, las consecuencias de estos incidentes pueden provocar un incendio o incluso la quema de equipos. Si es necesario reemplazar un equipo, se deben analizar los demás componentes del área circundante para garantizar que no se hayan visto afectados.
“La baja frecuencia de lavado de los paneles puede no estar afectando la generación esperada, pero la acumulación excesiva de polvo y rocío incrustará el panel, generando posteriormente la necesidad de un lavado agresivo, que podría causar microfisuras y anular la garantía”, agregó.
En su opinión, la forma de evitar o mitigar al máximo es definir con detalle el plan de mantenimiento, incluyendo la frecuencia necesaria y las herramientas correctas para llevar a cabo las acciones.
“Además, una buena operación de planta implica utilizar equipos que no sean rotatorios, como una cuchilla/alambre para limpiar, sino un cepillo, y que no entren en contacto con el módulo para limpiarlo”, explicó.
Es imprescindible que también se realice una inspección visual semanal para verificar suciedad en las placas, altura de la vegetación, presencia de animales, aves e insectos alojados, así como inspecciones del sistema de generación según lo indicado en la hoja de datos de cada equipo e indicación de las normas vigentes.
No debemos ahorrar en operaciones y mantenimiento. Al diseñar el proyecto, ya deberíamos utilizar el CAPEX (costo de implementación de la planta) con componentes que aumenten la vida útil del proyecto con un bajo OPEX (costo operativo)», concluyó.
¿Cuánto cuesta la operación y el mantenimiento de una planta fotovoltaica?
Tras el concepto y las actividades que guían el plan de operación y mantenimiento, es hora de determinar el costo de adquirir dichos servicios. Según los expertos, es un poco difícil determinar el precio, ya que depende del tamaño físico del sistema (potencia de generación), de si se trata de una planta sobre tejado o en tierra, y también del plazo para aceptar los servicios del equipo.
Kleber Alota comentó que normalmente para una planta terrestre de 5 MW se contratan al menos dos personas (electricista y ayudante) para el trabajo diario.
“Cuando hay una intervención más prolongada (corte de vegetación, limpieza del terreno y lavado de los módulos), el equipo aumenta estacionalmente para realizar las acciones descritas en las tareas de O&M”, explicó.
“Por lo tanto, para una planta con 5 MW de capacidad instalada, donde tendremos 2 operadores de tiempo completo (horas administrativas), el valor mensual puede variar de R$ 28.000 a R$ 35.000”, informó.
Los proyectos de O&M ganan importancia en el sector
Con el enorme crecimiento de los sistemas solares instalados en azoteas, terrenos y cocheras, Alota destacó que los temas relacionados con el mantenimiento de las plantas están ganando mucha atención, evidenciado por los esfuerzos realizados por diversas instituciones y empresas, que apuntan a desarrollar mejores prácticas para las operaciones.
“Muchos de los problemas mencionados pueden ser mitigados mediante procedimientos de O&M que ayudan a identificar posibles fallas, resultando en un aumento de la vida útil de la planta con inspecciones visuales, termografía en módulos/inversores (que puede hacerse con drones, por ejemplo), limpieza, mediciones de curva IV y monitoreo de datos”, señaló.
Según él, la confiabilidad de un buen programa de O&M (estacionalidad) para plantas solares puede prevenir grandes pérdidas financieras, además de garantizar la funcionalidad de las operaciones durante toda la vida útil del sistema.
“Para que podamos aumentar la generación de energía, tener equipos y sistemas operando adecuadamente y mantener los ingresos esperados de nuestra planta, las actividades de O&M han demostrado ser fundamentales y esenciales, además de representar un gran mercado (en expansión) con alto potencial de negocios y crecimiento futuro”, enfatizó.
Elvis Almeida también observa que los proyectos de O&M han ido ganando más importancia en el sector solar, a medida que ha crecido el número de plantas de mediana y gran escala.
“La operación y el mantenimiento de una planta son elementos obligatorios dentro del proyecto, ya que los proyectos fotovoltaicos tienen un largo ciclo de vida”, concluyó el Director de Nuevos Negocios de MySol.
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