Jobson Carvalho

Durante las negociaciones para la adquisición de un sistema fotovoltaico, es común que el cliente cree grandes expectativas respecto a su nueva adquisición, especialmente considerando la promesa de ahorro económico proveniente de las “expectativas de energía del Sol” debido al bajo rendimiento del sistema solar fotovoltaico. generador, es decir, no se generará la cantidad de energía que fue “pronosticada” o prometida al cliente durante la etapa de negociación comercial. Se sabe que para lograr el éxito en un proyecto fotovoltaico es necesario un estudio detallado del consumo del cliente. perfil, además de todo el cuidado técnico en el diseño y ejecución del sistema fotovoltaico. En resumen, el rendimiento final del sistema fotovoltaico puede verse afectado por una de las siguientes fases que componen un proyecto: Dimensionamiento: Durante Durante la fase de negociación. Con el cliente y elaboración de la propuesta comercial, el dimensionamiento debe realizarse con supuestos correctos, mediante un análisis exhaustivo de las facturas energéticas del cliente y con la ayuda de herramientas de dimensionamiento y simulación de sistemas fotovoltaicos (como el PVSyst).Proyecto: El El diseño técnico del generador solar fotovoltaico deberá realizarse de acuerdo con las buenas prácticas de ingeniería fotovoltaica, respetando las normas técnicas pertinentes. Los errores en la estructura del cableado eléctrico, la organización de strings y arrays y otros aspectos pueden arruinarlo todo. Normalmente, la falta de formación de las empresas del sector solar es lo que más afecta a esta fase del proyecto. Instalación: No basta con tener un proyecto bien diseñado, hay que ejecutarlo bien. Cables mal organizados, conectores mal hechos e instaladores que pisan los módulos son sólo algunos de los problemas que se encuentran en las instalaciones solares. También en este caso la formación de la empresa proveedora es fundamental para el éxito del proyecto Dimensionamiento del sistema fotovoltaico En esta etapa se define el tamaño (potencia) del sistema que se instalará y los recursos a utilizar: inversores, microinversores. , optimizadores, tipo y cantidad de módulos, etc. En esta etapa es necesario analizar el consumo medio mensual del consumidor en base a al menos los 12 meses anteriores, para poder diseñar un sistema adecuado para que el cliente pague el menor importe posible. en sus próximas facturas de energía. ¡Muy tranquilos en este momento! Muchas empresas solares, ansiosas por cerrar el trato, prometen a sus clientes en todo el mundo. Algunos clientes cerrarán el trato sin dudar, pero el dolor de cabeza puede llegar más tarde, si la promesa hecha no se cumple. Lo mejor es analizar el consumo histórico del cliente y utilizar herramientas (como PVSyst) para dimensionar el sistema correctamente. . Mesmo assim é importante informar ao cliente (e preferivelmente estabelecer isso em contrato) que, apesar das melhores práticas de engenharia utilizadas no dimensionamento do sistema solar, o resultado poderá variar em função das condições climáticas do local.Certeza absoluta da geração, mesmo, nunca será posible. Lo importante es que el sistema esté correctamente dimensionado, con las bases técnicas correctas y que el cliente reciba la información con la máxima transparencia posible. Figura 1: Es importante analizar el historial de consumo del cliente para dimensionar correctamente el generador solar fotovoltaico. Proyecto técnico Luego de la fase de negociación comercial se iniciará la etapa de proyecto técnico. En este punto es necesario prestar atención a las características del sitio de instalación como área disponible, inclinación y acimut, posible interferencia con el potencial de proyección de sombras, además de la información solarimétrica de la región donde se instalará el sistema. Al analizar todas las áreas disponibles para la instalación, se debe identificar qué regiones del techo tienen mejores resultados de generación, algo que se puede verificar con herramientas de dimensionamiento y simulación como PVSyst. También se debe tener en cuenta la mejor forma de interconectar los módulos. cuenta para maximizar la generación del sistema fotovoltaico. Un error muy común que cometen las empresas de energía solar, por falta de conocimientos técnicos, es la interconexión de módulos ubicados en diferentes partes del tejado dentro de una misma cadena (conjunto de módulos en serie). Esta práctica, además de no cumplir con las normas de diseño de sistemas fotovoltaicos, compromete la generación de energía y también la seguridad de los sistemas fotovoltaicos. Contando con la máxima cantidad de información y prestando atención a los detalles, con el apoyo de herramientas de diseño, es posible. diseñar un sistema capaz de satisfacer la demanda de consumo del cliente con un buen margen de éxito, con el mejor costo-beneficio para el cliente. Figura 2: Ejemplo de imagen obtenida con software para el estudio de sistemas fotovoltaicos. Cuanto más cerca del color amarillo, mejor será la generación. Los colores más oscuros indican la incidencia de sombras y otros factores (como la inclinación del techo hacia el Sur) que reducen la captación de energía de la radiación solar. Instalación del generador solar fotovoltaico La instalación del sistema debe cumplir estrictamente con el proyecto técnico. . Un proyecto mal diseñado (o la ausencia total de un proyecto, lo cual no es raro) comprometerá la calidad y seguridad del sistema instalado. Un error muy común durante la instalación, incluso cuando hay un proyecto detallado, es invertir la polaridad de los módulos. . en series. Como isso é possivel? – podríamos preguntarnos. La siguiente figura ilustra una situación muy común en proyectos fotovoltaicos sobre tejados residenciales, que puede dar lugar a este error. Figura 3: Módulos de la misma cadena (conectados en serie) físicamente distanciados en un techo residencial La imagen de arriba ilustra una situación en la que se deben conectar 11 módulos en serie, formando una cadena, pero 3 módulos estarán lejos de los demás. En este caso es necesario hacer un cable de extensión para conectar un grupo al otro. Si el esquema de conexión es del tipo salto (ver qué es salto en este artículo), será necesario realizar dos cables de extensión para que el tamaño de la extensión sea lo más pequeño posible, pero suficiente para cubrir la necesidad, y. Además, debido a que los Proyectos (cuando existen) generalmente no están suficientemente detallados, el engarzado de los conectores suele ocurrir después de que los cables han sido pasados durante el montaje de la obra. Precisamente por eso es posible crimpar conectores idénticos en ambos extremos, es decir, macho a macho o hembra a hembra. Esto provocará la inversión de la polaridad de uno de los conjuntos al conectar los módulos. Además de reducir la energía generada, exponer el módulo invertido a una corriente inversa es potencialmente peligroso y puede provocar incendios. Afortunadamente, la inversión del módulo se puede identificar fácilmente midiendo el voltaje del circuito abierto de la cadena después del ensamblaje. En otras palabras: esto se podría comprobar fácilmente si los profesionales que intervienen en los montajes fotovoltaicos supieran al menos qué es una tensión en circuito abierto y fueran instruidos para medirla en la fase de puesta en marcha, que es la fase de prueba que se realiza una vez realizados los montajes. . A menudo, los profesionales y las empresas instaladoras simplemente han descuidado la necesidad de la puesta en marcha. Puesta en marcha del sistema Un buen proyecto fotovoltaico debe pasar por la fase final de puesta en marcha, durante la cual se deben medir al menos dos cosas: COV – tensión del circuito abierto de la cadena ISC – corriente de cortocircuito de la cadenaVer este artículo para comprender los parámetros de la curva IV de un módulo o cadena fotovoltaica. Dos de estos parámetros (VOC e ISC) se pueden medir fácilmente con un multímetro común de bajo costo. Cualquier instalador de sistemas fotovoltaicos con un mínimo de instrucción debería poder realizar estas dos pruebas básicas. Por ejemplo, al considerar un módulo con una tensión en circuito abierto de 40 V, en una cadena con 11 módulos en serie se estima que los VOC. El voltaje será cercano a 440 V. Incluso con la variación en la intensidad de la luz solar, el voltaje de salida de los módulos sufre pocos (prácticamente ningún) cambio, lo que hace que el resultado de la prueba de voltaje en circuito abierto sea muy confiable. La siguiente figura ilustra el resultado de la medición del voltaje y de la potencia generada en. un sistema fotovoltaico ya en funcionamiento. El gráfico verde muestra la tensión de funcionamiento de una cadena fotovoltaica, que permanece constante durante la mayor parte del día, sufriendo reducciones o variaciones sólo al principio o al final del día, cuando la intensidad de la radiación solar es muy baja. El mejor momento para realizar pruebas de puesta en servicio en sistemas fotovoltaicos es siempre alrededor del mediodía, cuando la tensión de circuito abierto (o tensión de operación, que se muestra en el gráfico de la figura siguiente) permanece aproximadamente constante independientemente de las variaciones en la irradiancia solar. Figura 4: Resultado del monitoreo de la tensión y potencia de operación de un sistema fotovoltaico real. Mientras que la potencia (en azul) fluctúa a lo largo del día, la tensión de salida de las cadenas (en verde) permanece en un rango aproximadamente constante. El gráfico verde muestra la tensión de funcionamiento de los módulos, pero se aplica un perfil similar (prácticamente constante) a la tensión del circuito abierto. Orientaciones divergentes en el paralelismo de las cadenas. Al instalar el sistema, también es posible experimentar problemas relacionados con el paralelismo de las cadenas. orientación o número de módulos divergentes, lo que impactará negativamente en la generación y aumentará la posibilidad de incendio. En realidad, analizando rigurosamente estos hechos, este tipo de situaciones deberían evitarse ya en la fase de diseño. Mezclar módulos con diferentes orientaciones e inclinaciones en una misma cadena revela la falta de preparación de muchos “diseñadores” fotovoltaicos que actúan en el mercado brasileño. En cuanto a la asociación paralela de cadenas con diferente número de módulos, esto, además de la falta de preparación, Revela una gran falta de responsabilidad. Cualquier profesional mínimamente preparado del sector solar sabe que está prohibido poner en paralelo strings con distinto número de módulos. ¿Qué puede pasar si no se sigue esta regla? Vea en este artículo el resultado de esta mezcla “explosiva” de diferentes strings conectados a la misma entrada del inversor. Figura 5: Monitoreo de la tensión de funcionamiento de 4 strings en un sistema fotovoltaico, con los strings organizados en 2 grupos con 2 strings en paralelo En la Figura 5 vemos el resultado del monitoreo de voltaje de un sistema solar con 4 strings de módulos colocados en. diferentes orientaciones. Los datos presentados fueron obtenidos el día en que se realizó el mantenimiento correctivo del sistema. Desde primera hora de la mañana hasta las 14 de la tarde hubo dos formaciones (de 2 cuerdas cada una). Cada conjunto (con 2 cadenas paralelas) se conectó a un inversor. Las cuerdas de este proyecto tenían 11, 19, 9 y 18 módulos. En definitiva, la situación (totalmente absurda) era la siguiente: Sistema con 2 inversores con 2 entradas MPPT en cada uno. En total había 4 entradas MPPT disponibles. Las cuerdas se agruparon en matrices de 2. Cada conjunto estaba conectado a una sola entrada de un inversor. Esta situación se ilustra en la Figura 6 a continuación. Figura 6: Sistema fotovoltaico conectado incorrectamente, con cadenas de diferentes tamaños conectadas en paralelo y utilizando solo una entrada MPPT de cada inversor. Veamos lo absurdo de la situación mencionada anteriormente. Los inversores tenían 2 entradas MPPT cada uno. Por lo tanto, sería posible acomodar perfectamente 4 cuerdas diferentes en este proyecto. Debido al desconocimiento del diseñador (y también del instalador), este error pasó desapercibido durante las fases de diseño e instalación. Ciertamente no hubo ninguna etapa de puesta en servicio. En el gráfico de la Figura 5, observamos una línea verde y una púrpura, cada una correspondiente a un grupo de 2 cadenas paralelas. A partir de las 14 horas se separaron las cuerdas y notamos en el gráfico el registro de 4 voltajes diferentes, ahora para cada cuerda individualmente. Los voltajes de las cadenas individuales son mucho más altos que los voltajes obtenidos antes de las 14 pm. Esto muestra claramente que no es una buena idea poner en paralelo cadenas de módulos que operan en diferentes condiciones (inclinación, orientación, sombreado o número de módulos en serie). Luego de una acción correctiva, el sistema adquirió esta configuración: Sistema con 2 inversores con 2). Entradas MPPT en cada uno. Cada una de las 4 cadenas se conectó individualmente a una de las 4 entradas MPPT disponibles. Esta situación se ilustra en la Figura 7 a continuación. Figura 7: Sistema fotovoltaico corregido, con strings de diferentes tamaños conectados de forma independiente a una de las 4 entradas MPPT disponibles. El resultado de la acción correctiva de un sistema fotovoltaico, con la separación de diferentes strings que antes estaban en paralelo, se puede observar en. los gráficos de las siguientes figuras. Figura 8: Monitoreo de la energía generada por el sistema solar fotovoltaico antes de la acción correctiva (cuando se conectaron diferentes cadenas en paralelo). El sistema tiene dos inversores. Cada color (azul y verde) corresponde a la generación de un inversor. Figura 9: Monitoreo de la energía generada por el sistema solar fotovoltaico luego de la acción correctiva (cuando las cadenas se dejaron independientes). El sistema tiene dos inversores. Cada color (azul y verde) corresponde a la generación de un inversor. Colaboradores de este artículo: Bruno Henrique Kikumoto de Paula, Ingeniero Electricista (UDESC), Máster en Ingeniería Eléctrica (UNICAMP). Especialista en gestión de proyectos, inspección y puesta en marcha de sistemas fotovoltaicos. Más de 10 años de experiencia en la industria fotovoltaica. Instructor en cursos de energía solar en la UNICAMP. Ver otros artículos de este autor. Marcelo Gradella Vilallva - Especialista en sistemas fotovoltaicos. Doctor (PhD), Máster y Licenciado en Ingeniería Eléctrica. Profesor e investigador del cuerpo permanente de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación (FEEC) de la UNICAMP – Universidad Estadual de Campinas. Director del LESF – Laboratorio de Energía y Sistemas Fotovoltaicos de la UNICAMP. Autor de más de 200 artículos técnicos de renombre internacional en los campos de la electrónica de potencia y los sistemas fotovoltaicos. Autor del libro "Energía Solar Fotovoltaica - Conceptos y Aplicaciones". Pionero en capacitación en sistemas fotovoltaicos en Brasil. Coordina el Programa de Extensión en Energía Solar Fotovoltaica de la UNICAMP (http://cursosolar.com.br), donde imparte cursos de Introducción a la Energía Solar Fotovoltaica, Diseño y Dimensionamiento de Sistemas con PVSyst e Instalación e Integración de Sistemas Conectados a la Red Eléctrica. Ver otros artículos de este autor. Conviértete en socio deCanal

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