Una nueva investigación revela que la reducción del número de módulos solares por cadena minimiza los riesgos de puntos calientes.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Surabaya en Indonesia ha profundizado en un estudio exhaustivo sobre los fallos operativos iniciales de una planta de energía solar fotovoltaica (PV) de 24,9 MW situada en la isla de Sumatra en el oeste de Indonesia.

La investigación comenzó en agosto de 2022, coincidiendo con la puesta en marcha de la planta, y concluyó en agosto de 2024.

Elieser Tarigan, autor principal, explicó: «El período operativo relativamente breve garantiza que los defectos detectados se originen principalmente en factores prevalentes en la fase operativa inicial, y no en el desgaste a largo plazo. Nuestra investigación se centra en clasificar y cuantificar los diversos tipos de defectos que hemos observado, como efectos de puntos calientes, fracturas de vidrio, mal funcionamiento de la caja de conexiones y vidrio empañado o decolorado, con el objetivo de comprender cómo estos afectan el rendimiento del sistema».

En total, la instalación solar de Sumatra consta de 64.140 paneles fotovoltaicos, cada uno con una capacidad de 390 W. Todos estos paneles están instalados en una configuración sobre el suelo, donde los módulos están conectados en serie para formar cadenas. Cada cadena consta de 30 módulos conectados secuencialmente.

El investigador explicó: «Durante las observaciones in situ, monitoreamos de cerca el voltaje y la corriente de operación y los comparamos con las especificaciones técnicas de los módulos para detectar posibles irregularidades. Nos centramos en identificar anomalías en la potencia de salida de cadenas de módulos específicas. Una cadena se marcó como anormal cuando la potencia de salida mostrada por el inversor fue significativamente inferior a los valores teóricos calculados para esa cadena en las condiciones ambientales predominantes. Estas anomalías se analizaron posteriormente para determinar si existían defectos en los módulos».

Posteriormente, la investigación de los módulos individuales implicó inspecciones visuales acompañadas de mediciones directas. El análisis más profundo incorporó mediciones detalladas y técnicas de imagen térmica. Los datos recopilados mediante las inspecciones visuales y las mediciones se analizaron meticulosamente para determinar la prevalencia y el alcance del impacto de cada tipo de defecto.

Los científicos explicaron: «Los resultados de las observaciones demuestran que, durante el período operativo inicial de dos años, de un total de 64 400 módulos fotovoltaicos instalados, alrededor de 678 presentaron irregularidades operativas provocadas por los diversos defectos mencionados anteriormente. La tasa de fallos observada, de aproximadamente el 1,05 %, subraya la importancia crucial del monitoreo y el mantenimiento en las etapas iniciales para salvaguardar la confiabilidad y la viabilidad a largo plazo de los sistemas fotovoltaicos».

Según los hallazgos, la mayoría de los problemas se asociaron con la formación de puntos calientes. En concreto, se detectaron 350 fallos en cajas de conexiones, 282 casos de rotura de cristales, 42 casos de hinchamiento de cajas de conexiones y siete casos de vidrios empañados o decolorados. Además, se identificaron casos de sombreado causado por objetos circundantes como árboles, postes y edificios, así como autosombreado entre los paneles fotovoltaicos.

El profesor Tarigan resumió: «Nuestro análisis ha revelado que los módulos de medio corte superan a los módulos de celda completa en la mitigación de los efectos de los puntos calientes. Esto se atribuye a su menor corriente por celda y a la configuración mejorada del diodo de derivación, que reduce la disipación de calor y las pérdidas de potencia. Además, reducir el número de módulos en una cadena reduce eficazmente el voltaje y la corriente de la cadena, minimizando así la gravedad de los puntos calientes».