Las células solares son el principal componente del módulo fotovoltaico y la presencia de defectos en su interior –como grietas, fisuras o contactos defectuosos entre celdas– afecta su rendimiento, acarreando pérdidas de potencia y de generación en los paneles. A la hora de llevar a cabo ensayos de control de calidad en las plantas fotovoltaicas, las pruebas de Electroluminiscencia (EL) son una herramienta cada vez más utilizada, junto a las pruebas de termografía, como medio de comprobación del estado de salud de un módulo fotovoltaico.
Esto se debe, principalmente, a la elevada resolución de las imágenes que se adquieren a través de la EL, que proporcionan información muy útil sobre el estado de la célula como, por ejemplo, la calidad de la soldadura con los bus bar, la presencia de aspectos extraños en la célula derivados de problemas originados en fabricación o la rotura de la misma. Al visualizar una gama muy amplia de estos defectos se facilita, por lo tanto, la valoración del estado de los paneles solares.
Sin embargo, a pesar de estar perfectamente integrada en las actividades de control de calidad de los módulos solares, esta tecnología no resulta de fácil aplicación. En concreto, la necesidad de polarizar los módulos para inyectar una corriente que produzca la luminiscencia de las células, la baja intensidad de la señal y el elevado ruido ambiental obligan a trabajar por la noche, cuando los paneles solares no están generando electricidad.
Partiendo de este condicionante, el Grupo GdS Optronlab y Enertis Applus+ han desarrollado un dispositivo basado en la utilización de cámaras sensibles al infrarrojo próximo y procedimientos de adquisición especiales, que permite realizar mediciones de Electroluminiscencia diurnas, en entornos de radiación solar, sin necesidad de desmontar los paneles. Desarrollado en el marco de un proyecto de I+D del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), este dispositivo supone un avance en este campo que, a largo plazo, podría incrementar enormemente la eficiencia de este tipo de pruebas.
El prototipo incorpora un software, que cuenta con una amplia gama de procedimientos de captura y procesamiento de imágenes, permitiendo obtenerlas en diferentes condiciones (nocturnas y diurnas) y en procesos automatizados. El resultado se traduce en imágenes de muy buena calidad señal-ruido, ya que, al llevar a cabo EL diurna, se consigue obtener la señal que emite el módulo eliminando la luz (o el ruido) que generan los objetos colindantes al recibir la luz natural. Contar con una alta calidad señal-ruido es particularmente importante cuando se requiere una imagen de Electroluminiscencia de suficiente calidad para analizar el estado de calidad de un módulo. Además, el sistema, controlado por un micro PC, es operable en cualquier dispositivo Android, como Tablet o móvil.
El prototipo ha sido puesto a prueba en diferentes contextos, tanto en condiciones reales de operación, en varias plantas fotovoltaicas, bajo diferentes valores de irradiación y nubosidad, como en un sistema más controlado, dentro de una planta piloto en laboratorio.
Los resultados de estos ensayos han puesto de manifiesto que el prototipo permite llevar a cabo ensayos de Electroluminiscencia diurna de manera eficiente y competitiva, optimizando el tiempo de adquisición de las imágenes y reduciendo el personal necesario. En concreto, el sistema permite polarizar simultáneamente todo un string de módulos, disminuyendo el número de conexiones y desconexiones, lo que aumenta la tasa de módulos inspeccionados y, además, disminuye la probabilidad de errores accidentales. De este modo, en los ensayos en planta, se ha logrado alcanzar tasas de hasta 80 paneles inspeccionados por hora en Electroluminiscencia diurna con imágenes de alta calidad, comparable a las obtenidas en un laboratorio. Estos buenos resultados abren camino a mejoras sustanciales también en la adquisición de imágenes de Electroluminiscencia nocturna.
Además, el prototipo presenta ventajas operativas importantes, como la reducción de elementos auxiliares y la presencia de una conexión wireless para facilitar su movilidad en los entornos difíciles en los que se suelen construir las plantas fotovoltaicas, lo que abre las puertas a la realización de ensayos masivos de Electroluminiscencia en condiciones operativas reales durante el día, como por ejemplo en el caso del análisis tras el envío (post-shipment) de los módulos fotovoltaicos, y mejora significativamente las condiciones técnicas-operativas en ambientes nocturnos.
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BUENOS DÍAS PV MAGAZINE:
Si fuese posible quiero saber si la detección de la electroluminiscencia en los paneles fotovoltaicos se puede realizar con cualquier cámara de termografía infrarroja convencional o de lo contrario, cuáles son los requisitos específicos que debe tener la cámara…???
Soy el Ingeniero Químico José Martín Glavas, docente de la Carrera Ingenieria Industrial de la Universidad Nacional del Nordeste de Argentina.
Cordiales Saludos