Evaluación del rendimiento energético de sistemas fotovoltaicos mediante la interpretación de imágenes termográficas

Abstract

La energía fotovoltaica es de reciente aparición en Costa Rica, sin embargo, a nivel global se ha convertido en una fuente renovable de gran crecimiento. El Tecnológico de Costa Rica (TEC) cuenta con un parque solar que se encuentra conectado a la red eléctrica de la institución, lo que genera ahorro en la factura del servicio. El Complejo Solar TEC está liderado por el Laboratorio de Sistemas Electrónicos para la Sostenibilidad Tecnológico de Costa Rica (SESLab), quien no posee un registro completo del estado del parque y sus componentes. El proyecto a continuación desarrolla un diagnóstico de la condición actual de operación, aplicando inspección visual, termografía y fluorescencia UV. Se realizó un estudio inicial en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Anhalt, Alemania, para desarrollar una base de datos inicial contra la cual se adquiriera el conocimiento necesario para emitir el diagnóstico, utilizando, adicional a las técnicas mencionadas, la electroluminiscencia, la cual resulta ser la de mayor confiabilidad entre las pruebas realizadas. A partir de la base de datos y la comparación contra la literatura, se logró estimar que, en el estado actual del Complejo Solar TEC, se están dejando de producir alrededor de c9.000.000, principalmente al tener toda una terraza de 160 módulos fuera de funcionamiento. Dejando a un lado esta terraza y realizando una estimación sobre la zona que está en generación, se encontró un aproximado del 9 % en pérdidas de energía, lo cual no implica más de c2.000.000 en el ahorro de la factura del servicio eléctrico. Sin embargo, al escalar este resultado a un parque solar industrial, como el localizado en Honduras de una capacidad de 500MW, una pérdida del 9 % significan $17.000.000. Las pruebas realizadas y las implicaciones técnicas y financieras abrieron camino para que el SESLab empiece a realizar un monitoreo del estado de su equipo y fundamentar mejor sus informes tanto de labores como para la solicitud del equipo y fondos necesarios para mantener en condiciones óptimas de operación el Complejo Solar y permitir seguir ahorrando en la factura eléctrica de la institución.

Photovoltaic energy is a recent development in Costa Rica, but globally, it has become a rapidly growing renewable energy source. The Costa Rica Institute of Technology (TEC) has a solar park connected to the institution’s electrical grid, which generates savings on utility bills. The TEC Solar Complex is led by the Tecnológico de Costa Rica’s Electronic Systems Laboratory for Sustainability (SESLab), which does not have a complete record of the status of the park and its components. The project then develops a diagnosis of the current operating condition, applying visual inspection, thermography, and UV fluores cence. An initial study was conducted at the Anhalt University of Applied Sciences, Germany, to develop an initial database against which the necessary knowledge would be acquired to issue the diagnosis, using, in addition to the aforementioned techniques, electroluminescence, which turns out to be the most reliable among the tests performed. Based on the database and comparisons with the literature, it was estimated that, in the current state of the TEC Solar Complex, around c9,000,000 are being lost, primarily due to the fact that an entire terrace of 160 modules is out of service. Leaving aside this terrace and estimating the area currently generating, an approximate 9 % energy loss was found, which does not imply more than c2,000,000 in savings on the electricity bill. However, when scaling this result to an industrial solar park, such as the 500 MW solar park located in Honduras, a 9 % loss represents $17,000,000. The tests conducted and the technical and financial implications paved the way for SESLab to begin monitoring the status of its equipment and better substantiate its reports on both its work and its requests for the equipment and funds necessary to maintain the Solar Complex in optimal operating conditions and allow it to continue saving on the institution’s electricity bill.