Universidad Nacional del Nordeste - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura

13 de Mayo de 2013 | 4 ′ 54 ′′


Primer equipo nacional para analizar paneles solares


Investigadores diseñaron y construyeron un equipo que permitirá estudiar el funcionamiento de módulos fotovoltaicos y así inferir si la instalación trabaja correctamente. Si bien estos equipos existen en el mercado internacional, su costo suele ser elevado. El dispositivo desarrollado permitirá detectar en forma práctica las deficiencias en la generación de energía.

Este dispositivo, sumamente útil, que no contaba con un desarrollo de este tipo en el país y cuyo patentamiento está en trámite, es el resultado del trabajo del Grupo de Energías Renovables, conformado por el magíster Arturo Busso y los ingenieros Víctor Toranzos, Andrés Firman, Daniel Cáceres y el doctor Luis Vera.

El equipo consta de una resistencia variable controlada, que los autores denominan “carga híbrida”, para realizar el barrido completo de corrientes y tensiones de módulos o arreglos fotovoltaicos y obtener, de esa manera, la curva de I-V (corriente versus tensión) del dispositivo. La obtención de esta curva es importante ya que, mediante su análisis, se puede determinar un circuito eléctrico equivalente del módulo estudiado, es decir, un circuito que se comporta de modo similar al módulo o panel solar.

Al conocerse los valores de los componentes del circuito, quedarán en evidencia los parámetros que están “fuera de lugar” e indicará un defecto en la generación de energía. Las deficiencias pueden tener una amplia gama de causas, que van desde las sombras parciales a las fallas de construcción.

En nuestro país, principalmente encontramos instalaciones fotovoltaicas del tipo autónomas, es decir, usuarios alejados de las redes de distribución de energía eléctrica. El programa nacional encargado de la tarea social de electrificación rural, a través de sistemas fotovoltaicos, denominado PERMER, instaló a nivel nacional aproximadamente 6.247 sistemas fotovoltaicos, cuyas potencias varían de 100 a 1400Wp, de las cuales el 80% tiene una potencia instalada menor a los 400Wp.

La tarea periódica de verificar el comportamiento de las instalaciones implementadas por el programa PERMER crea la necesidad de contar con un instrumento que tenga la capacidad de obtener la curva característica I-V. Este instrumento debe variar en un determinado tiempo el punto de conexión eléctrica de los sistemas fotovoltaicos, de manera de realizar un barrido desde el estado de cortocircuito (Icc), hasta el de circuito abierto (Voc), adquiriendo en el proceso pares de valores de corriente y tensión suficientes para el trazado de dicha curva.

Estas cargas variables se dividen en dos grupos básicos constructivos: cargas activas y cargas capacitivas, cada una con una particularidad específica. Para la adecuada representación debe obtener los datos de radiación solar y temperatura en el momento del ensayo.

Existen en el mercado internacional equipos con estas prestaciones capaces de adquirir o trazar la curva I-V de sistemas fotovoltaicos autónomos, visualizar la curva I-V, por medio de pantalla propia o con asistencia de una PC, pero ninguno de ellos es de fabricación nacional y su costo suele ser elevado.

Sin este equipo no se podría saber si la instalación fotovoltaica trabaja correctamente. Una vez detectado el problema, en algunos casos éste puede ser subsanado. Pero, como las instalaciones solares no constan de partes móviles y los módulos no pueden ser desarmados, se procede con el reemplazo del módulo afectado, en caso de ser necesario. Por otra parte, a través de la información suministrada por la Curva (I-V), se puede determinar la potencia nominal del dispositivo, para lo cual es importante contar con un diseño de estas características.

Funcionamiento del equipo

El corazón del equipo es una resistencia que varía de forma automática, desde resistencia cero (corto circuito) -condición que no afecta de ninguna manera al generador solar llevado a esta condición-, hasta el valor de resistencia infinito (circuito abierto). A intervalos de resistencia de “carga”, se toma un valor de V (tensión) y uno de I (corriente). “De esta manera, se obtienen pares de puntos que resultan en la curva I-V completa. También se adquieren datos de temperatura del módulo y de radiación solar incidente en el plano que se encuentra la instalación” explicó a Argentina Investiga el ingeniero Andrés Firman.

El ensayo se hace a “cielo abierto” para que no existan variaciones del espectro solar. Por ese motivo, el trazado de la curva se realiza en muy poco tiempo para asegurar que la radiación solar y la temperatura del módulo se mantengan constantes durante el estudio. “En la actualidad, el ensayo se realiza en 200 mili segundos (0,2 segundos) o menos. Esta celeridad facilita los cálculos posteriores”, expresó el ingeniero Firman.


Juan Monzón Gramajo


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