Herramientas de mediciones eléctricas para fotovoltaica

La energía solar se está convirtiendo en una fuente de electricidad muy asequible y, gracias a ello, se están construyendo muchas instalaciones. Sin embargo, un sistema de paneles solares conlleva muchas dificultades y necesidades que un buen técnico debe tener en cuenta. Quizás la más importante es que las instalaciones fotovoltaicas son sistemas eléctricos en los que coexisten los dos tipos de corriente eléctrica, continua y alterna. Esto las hace de alguna forma especiales en cuanto a las mediciones que deben realizarse para comprobar su correcto funcionamiento.

Es por ello que los técnicos en fotovoltaica necesitan más formación y más herramientas que un electricista. Para empezar, gran parte del trabajo que se necesita para que las instalaciones de fotovoltaica sean verdaderamente eficientes y generen el máximo de electricidad posible se basa en conocer muy bien las condiciones climatológicas del lugar. Así, algunos de los instrumentos de medición fotovoltaica que debe disponer un equipo de montaje y supervisión de instalaciones solares son los que enumeramos y describimos a continuación.

• Multímetro o tester

Este equipo de medición es muy común, puesto que todos los electricistas lo usan, siendo imprescindible para cualquier circuito eléctrico. Este dispositivo está diseñado para acometer diferentes funciones o mediciones en las instalaciones solares. Así, dispone de funciones para medir tensiones e intensidades en alterna y continua. También se pueden medir la resistencia de un conductor y comprobar si hay algún corte en la línea eléctrica, entre otras cosas.

Sin embargo, cada modelo es diferente y también hay diferentes categorías en función de su calidad o funcionalidades. Todos los multímetros disponen de una clasificación CAT de seguridad y varios números romanos, que corresponden a las diferentes categorías. Esta clasificación viene definida en diferentes documentos de la IEC (Comisión electrotécnica Internacional) y sirve para identificar cada equipo según su capacidad para medir diferentes rangos de tensiones, como modo de garantizar la seguridad del usuario.

Según la IEC, todos los fabricantes de multímetros deben seguir los lineamientos para pruebas de seguridad en sus productos. Esto sirve para asegurar que cada dispositivo cumpla con unos mínimos o supere la clasificación requerida. Estos mínimos se implementan para proteger al profesional que lo use de descargas eléctricas no intencionales, que pueden llegar a provocar la muerte.

De esta forma, se han definido cuatro niveles por el tipo de carga a medir.

• Piranómetro

También se le conoce como solarímetro o actinómetro. Es un instrumento destinado a la medición de la radiación solar para determinar la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la tierra. Se basa en el principio de la termopila, concretamente en el efecto Seeback, que es el efecto termoeléctrico mediante el cual una diferencia de temperatura genera electricidad, en un circuito formado por varios conductores.

La medición de la radiación solar nos proporciona los datos más importantes para evaluar el rendimiento y eficiencia de un sistema fotovoltaico; De modo que podemos estimar de forma muy aproximada la producción de electricidad y su rentabilidad económica.

• Estación meteorológica

Es un equipo destinado a monitorear las condiciones ambientales y climáticas. Para ello dispone de diferentes tipos de sensores: de temperatura, de presión atmosférica, de humedad, un anemómetro, etc. De esta forma se controlan todos los aspectos ambientales que pueden afectar a una instalación fotovoltaica, sobre todo en aquellas plantas que cuentan con estructuras fotovoltaicas con seguidores solares. En estas estructuras es muy importante controlar los vientos, para bloquear el movimiento cuando el viento sobrepasa una velocidad excesivamente alta.

Este tipo de estaciones suelen contar con dos sistemas para transmitir la información; por un lado, se las dota de un método de comunicación para poder centralizar el control de la planta desde cualquier lugar del mundo. Además, se les incorpora algún sistema de grabación donde se van almacenando los datos hasta que algún operario pueda descargar todos los datos.

• Medición de temperatura o cámara termográfica

Herramientas muy importantes para poder analizar de forma rápida los paneles solares y detectar puntos calientes que puedan causar averías graves, como incendios. Los termómetros de infrarrojos son un equipo más sencillo y la revisión de las placas solares es mucho más lenta. Aun así, dispone de un marcador láser con el que se señala el lugar en el que queremos medir la temperatura, para hacer más fácil la medición sin necesidad de acercarse demasiado a los paneles.

En cambio, con las cámaras termográficas se pueden hacer visiones panorámicas de muchos paneles, incluso se pueden montar en drones para agilizar el trabajo de supervisión. Con una panorámica se detectan puntos sospechosos y se puede hacer un barrido más cercano, centrándose en esos puntos para confirmar los daños.

• Comprobador de diodos de derivación

Es un equipo que permite comprobar si los diodos de derivación que se incluyen en la caja de conexiones de todos los paneles fotovoltaicos están funcionando correctamente. Facilita esta medición sin necesidad de desconectar el panel ni de taparlo, es decir, mientras está funcionando la instalación solar.

Gracias a ello podemos comprobar si una pequeña sombra afecta a todo el panel cuando los diodos no funcionan correctamente o, por el contrario, se cierra el paso a la corriente y el panel no genera electricidad. De esta forma se identifica de forma rápida los módulos fotovoltaicos dañados y se pueden sustituir para no perjudicar el rendimiento de toda la instalación.

• Trazador de curvas I-V

La curva I-V de un módulo solar es la gráfica que muestra el comportamiento que tiene durante su trabajo. De modo que nos muestra la potencia que es capaz de generar y la que genera realmente. La medida de la relación entre corriente y tensión cuando varía la carga eléctrica conectada al módulo fotovoltaico, del estado de circuito abierto hasta el cortocircuito, produce una curva característica de corriente vs voltaje (IV). Así, podemos saber si el panel solar está funcionando correctamente y produce su potencia máxima.

El trazador de curva I-V nos muestra la gráfica de funcionamiento del módulo, que podemos comparar con la curva teórica que proporciona el fabricante de los paneles, de modo que vemos si está trabajando al 100%, si ha perdido rendimiento por viejo o tiene algún problema y está perjudicando a toda la instalación.

• Medidor de aislamiento

El medidor de aislamiento se utiliza para comprobar la calidad del aislamiento de todos los equipos electrónicos y el cableado. Con este equipo se puede determinar la calidad del aislamiento y, de esa forma, determinar su grado de envejecimiento, la seguridad que aún proporciona y la ausencia de defectos.

Teniendo en cuenta que la mayoría de los cables de una instalación fotovoltaica se encuentran a la intemperie y sufren el efecto de las variaciones de temperatura, los rayos de sol, la lluvia y el viento, se deterioran y van perdiendo su capacidad de aislamiento. Así, puede llegar un momento que dejen de aportar la seguridad para la que fueron fabricados, dando lugar a arcos voltaicos y cortocircuitos. Algo que puede causar accidentes a los operarios que estén en el lugar, o causar incendios y daños a la propia instalación.