Tecnología Japonesa Revoluciona el Diagnóstico de Deterioro en Módulos Fotovoltaicos sin Desconexión
2 agosto, 2024
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Científicos japoneses desarrollan tecnología innovadora para diagnosticar deterioro en módulos fotovoltaicos
Un equipo de investigadores de la Universidad de Ibaraki y la Universidad de la Prefectura de Shiga en Japón ha creado un dispositivo revolucionario para diagnosticar el deterioro en módulos fotovoltaicos (PV) sin necesidad de desconectar el cableado eléctrico de la cadena de celdas. Este avance promete optimizar la operación a largo plazo de plantas de energía solar comerciales, reduciendo costos y minimizando el desperdicio de módulos PV.
El sistema utiliza una lámpara de destello de xenón para irradiar luz sobre el módulo objetivo, que está conectado a un capacitor detector. La tensión de carga medida en el capacitor se emplea como índice de decisión para detectar la presencia de deterioro. Según los académicos, «la detección del deterioro de módulos PV individuales puede minimizar el número de módulos que requieren reemplazo, lo que resulta económicamente beneficioso para la operación a largo plazo de plantas de generación de energía solar comerciales. Además, contribuye a la reducción de desechos de módulos PV y al uso eficiente de los recursos».
Sin embargo, el equipo descubrió que la tensión del índice de decisión disminuye a medida que aumenta el número de módulos conectados en serie, lo que dificulta la precisión del diagnóstico. Para solucionar este problema, los investigadores añadieron una red auxiliar de diodos al dispositivo. Esta red permite aislar un módulo individual sin desconectarlo, asegurando que la corriente medida provenga únicamente del módulo relevante.
Antes de construir un prototipo experimental, el equipo simuló el sistema numéricamente utilizando el software PSIM. Los resultados mostraron que la inserción de la red auxiliar de diodos permite obtener tensiones de índice de decisión altas y distinguir claramente entre diferentes condiciones de deterioro. En contraste, sin la red auxiliar, las tensiones de índice de decisión disminuyen, complicando la identificación precisa de módulos deteriorados.
El prototipo experimental incluyó ocho módulos PV con una potencia nominal de 30 W conectados en serie y un resistor cerámico de 0.5 Ω adjunto a uno de ellos para simular un deterioro del 5%. Además, el montaje contó con un capacitor detector, un interruptor sincrónico de periodo de iluminación, un interruptor de reinicio, un resistor de reinicio y la red auxiliar de diodos.
Las pruebas de detección revelaron que la tensión del índice de decisión disminuye significativamente solo cuando se inspecciona el módulo con un deterioro del 5%, permitiendo distinguir claramente entre módulos deteriorados y no deteriorados.
Este innovador dispositivo fue presentado en el artículo «Novel deterioration diagnosis device for individual photovoltaic modules usable without disconnecting electric wiring in solar cell string,» publicado en la revista Renewable Energy.
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