Guía para el mantenimiento de una planta fotovoltaica

En el informe de hoy vamos a proporcionar las prácticas básicas necesarias para hacer un correcto mantenimiento fotovoltaico de una instalación de placas solares.

Cualquier tipo de proyecto fotovoltaico, ya sea aislado o de autoconsumo, lleva consigo una serie de aspectos que deben ser tomados en consideración a la hora de hacer un correcto mantenimiento fotovoltaico.

Básicamente podemos diferenciar dos tipos de mantenimiento de plantas fotovoltaicas:

  • Mantenimiento fotovoltaico preventivo
  • Mantenimiento fotovoltaico no preventivo

#1 – Mantenimiento fotovoltaico preventivo en instalaciones solares:

Este tipo de mantenimiento, al menos gran parte del mismo, se puede llevar a cabo por personal no especializado. Es decir, incluso el propietario de la instalación lo puede hacer. Son una serie de actividades fundamentales que podemos resumir en las siguientes directrices:

1.1 – Mantenimiento del sistema de generación (paneles solares):

Consiste en retirar, una vez al mes, cualquier tipo de objeto, suciedad, etc, que pueda afectar a la correcta producción de los paneles solares, es decir, excrementos de aves o nieve serían un ejemplo. El polvo acumulado o los restos de polución también deben ser eliminados en la medida de lo posible, ya que disminuirá la corriente eléctrica generada.

Instalación fotovoltaica de autoconsumo

En cualquiera de las operaciones descritas, no se emplearán métodos que puedan rayar o estropear las placas solares, por lo que se desaconseja el uso de estropajos o productos abrasivos y es recomendable el uso de agua y un trapo, sin más complicaciones.

1.2 – Mantenimiento del sistema de acumulación (baterías solares):

Es aconsejable, al menos una vez al mes, limpiar la parte superior de las baterías y bornes con una mezcla de bicarbonato sódico y agua (unos 100gr de bicarbonato por cada litro de agua). Una vez limpio, lavamos bien con agua y secamos con un trapo seco.

Durante el proceso de la limpieza, es importante que las baterías solares estén bien cerradas para evitar que entre bicarbonato dentro de ellas.

Los terminales de conexión es recomendable limpiarlos dos o tres veces al año siguiendo el mismo procedimiento, y tambíen, si es posible, aplicando vaselina para cubrir las conexiones.

También se debe vigilar nivel de electrolito una vez al mes. En caso de ser necesario, rellenar de electrolito hasta el nivel recomendado mediante agua destilada o de bajo contenido mineral. También, si disponemos de un densímetro, es recomendable comprobar una vez al mes el estado de carga de la batería y su capacidad mediante la medición de la densidad de electrolito.

Si cuando las baterías están a plena carga existen diferencias en la densidad específica de algún elemento superiores a 0,015gr/cm3, será necesario efectuar una igualación de carga, o de ecualización.

El proceso de ecualización consiste, básicamente, en una sobrecarga de la batería, es decir, en aumentar el voltaje de cada elemento a 2,5V, o 30V en caso de baterías de 24V, para “limpiar” la disolución interna da la batería y recuperar así la capacidad de la misma. El proceso de ecualización se realiza únicamente con baterías plomo-ácido abiertas, nunca en otro tipo.

Mantenimiento fotovoltaico - Etapas de carga de una batería solar

Sin embargo, cuando las baterías están a plena carga la densidad de algún elemento es inferior a 0,030 gr/cm3 por debajo de la máxima, entonces es recomendable reemplazar dicha batería, pues podría estar defectuosa o demasiado envejecida.

Se deberá verificar que el estado de carga de la batería se corresponde con las indicaciones del regulador de carga. En el caso de que este no disponga de carga de ecualización automática, se realizará de forma manual.

Como siempre, debemos seguir las indicaciones de cada fabricante antes de realizar cualquier proceso de mantenimiento.

1.3 – Inspección visual de posibles degradaciones en los paneles fotovoltaicos:

Se controlará que ninguna célula se encuentre en mal estado (cristal de protección roto, normalmente debido a acciones externas). Se comprobará que el marco del módulo se encuentra en correctas condiciones (ausencia de deformaciones o roturas). Es recomendable realizar la inspección cada 2 meses.

1.4 – Comprobación de la estructura soporte de los paneles:

La estructura soporte de los paneles fotovoltaicos suele estar fabricada íntegramente con perfiles de aluminio y tornillería de acero inoxidable, por lo que no requieren mantenimiento anticorrosivo. El mantenimiento de las mismas se aconseja realizarla cada seis-doce meses y consistirá en:

  • Comprobación de posibles degradaciones (deformaciones, grietas, etc).
  • Comprobación del estado de fijación de la estructura a cubierta. Se controlará que la tornilleríase encuentra correctamente apretada, controlando el par de apriete si es necesario. Si algún elemento de fijación presenta síntomas de defectos, se sustituirá por otro nuevo.
  • Comprobación de la estanqueidad de la cubierta. Consiste básicamente en cerciorarse de que todas las juntas se encuentran correctamente selladas, reparándolas en caso necesario.
  • Comprobación del estado de fijación de módulos a la estructura. Operación análoga a la fijación de la estructura soporte a la cubierta.
  • Comprobar la toma a tierra y la resistencia de paso al potencial de tierra.

1.5 – Revisión del buen funcionamiento de los inversores:

Los inversores solares son uno de los equipos más delicados de la planta fotovoltaica, por lo que requieren un
mantenimiento fotovoltaico más exhaustivo.  Las pautas de mantenimiento que a continuación se enumeran son válidas para el emplazamiento en el interior de un inmueble sometido a rangos de temperatura normales (0-40ºC a la sombra).

Los trabajos de mantenimiento para los inversores solares son los siguientes:

A realizar al menos una vez al mes:

  • Lectura de los datos archivados y de la memoria de fallos.

A realizar al menos una vez cada seis meses:

  • Limpieza o recambio de las esteras de los filtros de entrada de aire.
  • Limpieza de las rejillas protectoras en las entradas y salidas de aire.

A realizar al menos una vez al año:

  • Limpieza del disipador de calor del componente de potencia.
  • Comprobar cubiertas y funcionamiento de bloqueos.
  • Inspección de polvo, suciedad, humedad y filtraciones de agua en el interior del armario de distribución y del resistor EVR.
  • Si es necesario, limpiar el inversor y tomar las medidas pertinentes.
  • Revisar la firmeza de todas las conexiones del cableado eléctrico y, dado el caso, apretarlas.
  • Comprobar si el aislamiento o los bornes presentan 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.
  • Intervalos de sustitución preventiva de componentes (ventiladores, calefacción).
  • Verificar el envejecimiento de los descargadores de sobretensión y, dado el caso, cambiarlos.
  • Revisión de funcionamiento de la monitorización de aislamiento / GFDI Comprobar el funcionamiento y la señalización.
  • Inspección visual de los fusibles y seccionadores existentes y, dado el caso, engrase de los contactos.
  • Revisión de funcionamiento de los dispositivos de protección:
    – Interruptores de protección de la corriente de defecto.
    – Interruptores automáticos.
    – Interruptores de potencia.
    – Interruptores de protección de motores por accionamiento manual o mediante la tecla de control (si existe).
  • Revisión de las tensiones de mando y auxiliares de 230 V y 24 V
  • Comprobación de funcionamiento de la parada de emergencia
  • Control de la función de sobre temperatura y revisar el funcionamiento del circuito de seguridad de esta función.

#2 – Mantenimiento NO preventivo en instalaciones solares:

Este mantenimiento es recomendable que sea llevado a cabo por personal cualificado, como un instalador solar, o al menos, con conocimientos amplios sobre sistemas eléctricos.

Debido a que algunas de estas operaciones de mantenimiento pueden suponer la interrupción del suministro eléctrico, el usuario deberá ser informado con la suficiente antelación por parte del personal de mantenimiento.

Las comprobaciones habituales que deben llevarse a cabo son:

2.1 – Mantenimiento del sistema de generación (paneles solares):

El mantenimiento de las placas solares se realizará, al menos, una vez al año cuando todos los módulos solares estén ya montados y conectados. Se debe realizar durante las horas centrales del día para evitar sombras y para que la corriente producida sea lo suficientemente elevada.

Además de comprobar el estado y la estanqueidad de las cajas de conexión de los paneles, también debemos controlar la tensión a circuito abierto (Voc) y la corriente de cortocircuito (Isc).

  • Medición de la tensión a circuito abierto: Se realizará a la salida del campo fotovoltaico, en la caja principal de conexiones mediante la utilización de un voltímetro. Si el sistema fotovoltaico está conectado a un regulador, antes de comenzar a medir la tensión, conviene comprobar que el campo está desconectado del regulador. La tensión a circuito abierto total (Voc-total) será: Voc-total = Nº Paneles x Voc-modulo
  • Medición de la corriente de cortocircuito: Se efectuará en la caja principal de conexiones del campo
    fotovoltaico. Sin embargo, en este caso, no será necesario que el sistema fotovoltaico esté desconectado del regulador. Para determinar la corriente de cortocircuito, correspondiente al nivel de intensidad
    incidente en los paneles, previamente habrá que verificar que se está recibiendo dicha intensidad, pues la corriente puede diferir enormemente dependiendo de la irradiación en cada momento. La corriente de cortocircuito total (Isc-total) será: Isc-total = Nº Filas módulos en paralelo x Isc-modulo

Para medir la corriente de cortocircuito se nos pueden presentar dos situaciones:

  1. Cuando la corriente de cortocircuito sea baja (de unos 10A), la medición se podrá hacer con un simple polímetro, colocando las sondas sobre los terminales de la caja principal de conexiones.
  2. Cuando la corriente de cortocircuito es mayor que la capacidad del polímetro, entonces habrá que usar una pinza amperimétrica.

En el caso 2, donde se hará necesario el uso de una pinza amperimétrica, podemos encontrarnos con:

  • En instalaciones con tensión a circuito abierto dentro del rango de seguridad, se conecta un cable de sección adecuada entre los terminales de la caja principal de conexiones y se coloca la pinza en este cable.
  • En instalaciones con elevado valor de tensión a circuito abierto y/o corrientes de cortocircuito, se colocará un interruptor entre los terminales de la caja de conexiones que deberá permanecer abierto en condiciones de funcionamiento. Cuando se vaya a medir se cerrará el interruptor y se colocará la pinza amperimétrica en uno de los cables conectados al interruptor.

Instalaciones fotovoltaicas - Pinza amperimétrica

2.2 – Caídas de tensión en los distintos circuitos.

La comprobación de estas caídas de tensión es uno de los mejores indicadores del buen funcionamiento de la instalación fotovoltaica. Esta comprobación deberá realizarse cuando por el circuito circule, aproximadamente, la máxima corriente de funcionamiento y debe estar dentro de los rangos calculados en el momento que se hizo el diseño de la instalación.

Los puntos de comprobación de cada uno de los circuitos son:

  • Circuito paneles-regulador o inversor. Los puntos de prueba serán los terminales de la
    caja principal de conexiones del campo FV y los terminales del regulador (si lo hubiera) o inversor.
  • Circuito regulador-batería. Los puntos de prueba serán los terminales
    correspondientes a este circuito y los terminales positivo y negativo de las
    baterías más alejadas eléctricamente del regulador.
  • Circuito baterías-inversor. Los puntos de prueba serán los terminales de
    entrada del inversor y los terminales positivos y negativos más alejadas
    eléctricamente del inversor.
  • Circuitos de consumo. No suele realizarse esta comprobación.

2.3 – Mantenimiento del cuadro general de distribución:

Cada cinco años se comprobarán los dispositivos de protección contra cortocircuitos, contactos indirectos y directos, así como sus intensidades nominales en relación con la sección de los conductores que protege.

2.4 – Mantenimiento de la instalación interior:

Cada cinco años se comprobará el aislamiento de la instalación interior, que entre cada conductor de tierra y entre cada dos conductores, no deberá ser inferior de 250.000 Ohmios.

2.5 – Mantenimiento de la puesta a tierra de la instalación fotovoltaica:

Cada dos años y en la época en que el terreno esté más seco, se medirá la resistencia tierra y se comprobará que no sobrepase el valor prefijado, así mismo se comprobará, mediante inspección visual, el estado frente a la corrosión de la conexión de la barra de puesta a tierra, con la arqueta y la continuidad de la línea que las une.

Durante la fase de realización de la instalación fotovoltaica, así como durante el mantenimiento de la misma, los trabajos se deben realizar sin tensión en las líneas, verificándose esta circunstancia mediante un comprobador de tensión.

Es recomendable que en el lugar de trabajo se encuentren siempre un mínimo de dos operarios, utilizándose herramientas aisladas y guantes aislantes. Cuando sea preciso el uso de aparatos o herramientas eléctricas, éstas deberán de estar dotadas de aislamiento clase II (como mínimo).

Seguramente se podrían añadir más, pero estos son los puntos fundamentales para un buen mantenimiento fotovoltaico de plantas fotovoltaicas.

Artículo elaborado por el departamento técnico de SunFields Europe

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