Investigadores de la Universidad de Surabaya, en Indonesia, han realizado un estudio sobre los primeros defectos de funcionamiento de una planta solar fotovoltaica de 24,9 MW situada en la isla de Sumatra, al oeste del país.
El análisis comenzó en agosto de 2022, cuando la instalación entró en funcionamiento, y concluyó en agosto de 2024.
«El periodo operativo relativamente corto garantiza que los defectos observados se deriven principalmente de factores operativos tempranos, más que de un desgaste prolongado», explicó el autor principal, Elieser Tarigan. «Esta investigación tiene como objetivo categorizar y cuantificar los tipos de defectos observados, incluidos los efectos de puntos calientes, grietas en el vidrio, fallos en las cajas de conexiones y vidrio empañado o descolorido, para comprender su impacto en el rendimiento del sistema».
En total, el emplazamiento de Sumatra tiene 64.140 paneles fotovoltaicos, con una capacidad de 390 W cada uno. Todos están instalados en el suelo y los módulos están conectados en serie para formar cadenas. Cada cadena consta de 30 módulos conectados en serie.
«Durante las observaciones sobre el terreno, se controlaron la tensión y la corriente de funcionamiento y se compararon con las especificaciones técnicas del módulo para detectar posibles irregularidades», explica el investigador. «Las observaciones se centraron en identificar anomalías en la potencia de salida de cadenas de módulos específicas. Una cadena se consideraba anormal cuando la potencia de salida mostrada por el inversor era significativamente inferior a los valores teóricos calculados para la cadena en las condiciones ambientales dadas. Estas anomalías se investigaron más a fondo para determinar la presencia de defectos en los módulos».
A continuación, la investigación de módulos específicos incluyó inspecciones visuales con mediciones directas, y un análisis más profundo incluyó mediciones detalladas e imágenes térmicas. Los datos recogidos de las inspecciones visuales y las mediciones se analizaron para determinar la prevalencia y el impacto de cada tipo de defecto.
«Los resultados de las observaciones indican que en los dos primeros años de funcionamiento, de un total de 64.400 módulos fotovoltaicos instalados, aproximadamente 678 módulos presentaron anomalías operativas causadas por diversos defectos anteriormente mencionados», explicaron los científicos. «La tasa de fallos observada, aproximadamente del 1,05 %, pone de relieve la importancia de la supervisión y el mantenimiento tempranos para garantizar la fiabilidad y longevidad de los sistemas fotovoltaicos».
Según los resultados, la mayoría de los problemas estaban relacionados con la formación de puntos calientes. En concreto, se detectaron 350 fallos en las cajas de conexiones, 282 casos de grietas en los cristales, 42 casos de hinchazón de las cajas de conexiones y siete casos de cristales empañados o descoloridos. Además, también se detectaron casos de sombreado por objetos circundantes, como árboles, postes y edificios, y de autosombreado entre paneles fotovoltaicos.
«Mediante el análisis, se demostró que los módulos de medio corte funcionan mejor que los de célula completa a la hora de mitigar los efectos de los puntos calientes debido a su menor corriente por célula y a una mejor configuración de los diodos de derivación, lo que reduce la disipación de calor y las pérdidas de potencia», concluyó el profesor Tarigan. «Además, la reducción del número de módulos en una cadena disminuye eficazmente la tensión y la corriente de la cadena, minimizando así la gravedad de los puntos calientes».
Sus hallazgos se presentaron en «Identification of early operational defects in photovoltaic modules: A case study of a 24.9 MWp solar PV system in Sumatra, Indonesia» (Identificación de defectos operativos tempranos en módulos fotovoltaicos: un estudio de caso de un sistema solar fotovoltaico de 24,9 MWp en Sumatra, Indonesia), publicado en Unconventional Resources.
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