Este artículo explica los tipos de anomalías térmicas que Sitemark identifica en tus productos de datos de Termografía Solar. Si quieres más información sobre los productos de datos de Termografía Solar, consulta este artículo de soporte.

En este artículo, enumeraremos las anomalías térmicas y sus síntomas. Mencionamos las causas por tipo que dan lugar a la anomalía térmica. Para obtener información más detallada sobre las causas, consulta este artículo. También hacemos referencia a la acción correctiva que podría aplicarse a la anomalía específica. Consulta este artículo para obtener información más detallada sobre las acciones correctivas.

Los puntos calientes indican un defecto a nivel de célula, en el que una o varias células tienen una temperatura más alta que las vecinas.

Según la diferencia de temperatura entre las células, un punto caliente puede indicar un defecto de distintos niveles de gravedad.

En Sitemark, distinguimos entre puntos calientes (solo una célula parece estar afectada) y multipuntos calientes (varias células de un mismo módulo fotovoltaico están afectadas de forma inequívoca).

Algunos ejemplos reales que muestran un punto caliente en la imagen térmica:

Las causas de un punto caliente pueden ser numerosas. Algunas causas son reversibles, mientras que otras no lo son. Las imágenes térmicas normalmente no son suficientes para identificar la causa de un punto caliente, pero gracias a las fotos visuales (RGB), podemos identificar la causa principal del punto caliente o de los multipuntos calientes.

Las causas más comunes provienen de elementos externos que proyectan una sombra sobre el módulo fotovoltaico. Cuando una célula queda cubierta por la sombra, se convierte en una resistencia y disipa la energía producida por las demás células del string. En Sitemark, identificamos la causa según las siguientes categorías:

Según la causa, las acciones correctivas sugeridas variarán:

Las células sobrecalentadas, al actuar como una resistencia, disipan la energía generada por las demás células. Estas células tendrán un impacto en la producción de todo el string de ese módulo fotovoltaico.

En general, asumimos que las pérdidas serán proporcionales a la temperatura delta del punto caliente en relación con el nivel de producción de la planta. Ten en cuenta que un punto caliente en un string puede provocar una pérdida de producción de energía de hasta el 90 % de la producción nominal de un módulo fotovoltaico.

Las células de un módulo solar se organizan en subcadenas, es decir, cadenas de células conectadas en serie. Un módulo fotovoltaico típico incluye tres subcadenas de 20 o 24 células cada una (según el tipo de módulo). Para evitar que las células sombreadas o dañadas afecten a la producción de todo el string, estas subcadenas pueden derivarse (bypass) gracias a los diodos de derivación.

Estas subcadenas quedarán entonces aisladas y no producirán energía. Como resultado, tendrán una temperatura más alta que las células que funcionan con normalidad en el mismo módulo fotovoltaico. El defecto se puede observar en las imágenes térmicas, con un tercio, dos tercios o incluso todo el módulo fotovoltaico más caliente que los módulos vecinos.

Algunos ejemplos reales que muestran una subcadena derivada única en la imagen térmica:

Algunos ejemplos reales que muestran una subcadena de doble derivación en la imagen térmica:

Las subcadenas derivadas son un mecanismo de seguridad de los módulos fotovoltaicos. En términos generales, este es el comportamiento esperado cuando la causa del sombreado es visible, y el defecto desaparece cuando se soluciona la causa del sombreado.

Sin embargo, las subcadenas derivadas pueden ser persistentes en dos casos principales:

En la mayoría de los casos, las subcadenas derivadas son defectos reversibles y desaparecerán en cuanto se solucione la causa. Si una subcadena derivada persiste a pesar de no haber ninguna causa visible, la solución más adecuada sería considerar el reemplazo del módulo fotovoltaico. Según la antigüedad de la planta y la causa del problema, los fabricantes pueden cubrir el reemplazo de los módulos afectados bajo garantía.

Para una subcadena derivada única, un tercio del módulo fotovoltaico queda desconectado, y la pérdida de energía puede llegar a ser de hasta un tercio (33,33 %) de toda la producción de energía de un módulo.

Para una subcadena de doble derivación, dos tercios del módulo fotovoltaico quedan desconectados, y la pérdida de energía puede llegar a ser de hasta dos tercios (66,66 %) de toda la producción de energía de un módulo.

Los módulos fotovoltaicos con varias células a alta temperatura pueden clasificarse como multipuntos calientes. Sin embargo, si estas células parecen estar ubicadas en la misma subcadena, la causa del problema reside en el diodo de esa subcadena. Normalmente se observan variaciones de temperatura muy altas entre las células en un tercio del módulo fotovoltaico, mientras que el resto tiene una temperatura homogénea. Esto es lo que llamamos un problema de diodo único.

Algunos ejemplos reales muestran un problema de diodo único en la imagen térmica:

De forma similar a un problema de diodo único, el problema de diodo múltiple afecta a más de una subcadena. La diferencia con respecto a un problema de multipunto caliente es que las anomalías siguen la línea de las subcadenas y aparecen de forma lineal.

Algunos ejemplos reales muestran un problema de diodo múltiple en la imagen térmica:

Este defecto es diferente de una subcadena de derivación única o doble. En un problema de subcadena derivada, las células afectadas tienen la misma temperatura. En el caso de un problema de diodo único o múltiple, todas las células están más calientes, pero las imágenes termográficas mostrarán un patrón irregular de tablero de ajedrez en esa subcadena.

El diodo diseñado para derivar la subcadena está dañado y siempre dejará pasar la corriente. Este daño puede deberse normalmente a una corriente muy alta que atraviesa el módulo fotovoltaico debido a un rayo, lo que provoca un mal funcionamiento permanente del diodo.

Se debe cambiar el módulo fotovoltaico completo si sustituir el diodo no es una opción.

Aunque es complejo de calcular con precisión, las pérdidas de energía pueden estimarse hasta en un tercio de la producción nominal del módulo por cada subcadena afectada.

Los módulos fotovoltaicos muestran un patrón de puntos calientes que comienza en los bordes, y este patrón se inicia en el polo negativo del string y avanza unos pocos módulos hacia el polo positivo. Sin marcas visuales.

Esta anomalía no puede aparecer sola en una planta; debe haber más de un string mostrando este patrón en la planta.

Dos ejemplos que muestran un problema de PID en algunos de los módulos fotovoltaicos:

Una diferencia de voltaje entre las células y el marco de los módulos fotovoltaicos provoca la Degradación Inducida por Potencial (PID). Esta diferencia puede provocar una corriente de fuga residual que fluye a través de las células y afecta significativamente al rendimiento.

Se cree que este efecto está muy influido por los siguientes parámetros:

No todas las causas de los problemas de PID se pueden solucionar, lo que deja al operador con opciones limitadas.

Las principales acciones correctivas incluyen:

Las corrientes de fuga y el sobrecalentamiento de las células disipan energía que el inversor, de lo contrario, convertiría. Una estimación comúnmente aceptada en la comunidad científica es que las pérdidas de energía por módulo fotovoltaico afectado pueden llegar a ser de hasta un 30%. Los problemas de PID tienden a empeorar con el tiempo.

Cuando no hay pruebas suficientes para marcar una anomalía como PID pero se observan algunos síntomas, la marcamos como Sospecha de PID, considerando que se trata de una fase temprana de formación de PID en la planta. Estas situaciones dudosas se dan cuando no hay un overlay de la planta que muestre las conexiones eléctricas de los módulos, cuando las anomalías de formación de PID aún no son problemas a nivel de string, o cuando no comienzan por el lado negativo pero aun así muestran una forma clara de PID.

Aquí tienes un ejemplo que muestra un problema de Sospecha de PID en algunos de los módulos fotovoltaicos:

Similar al PID, pero sin acciones recomendadas a corto plazo. Estos defectos también pueden indicar el desgaste normal de los módulos fotovoltaicos debido a la antigüedad de la instalación. Se recomienda un monitoreo adecuado del estado de estos módulos fotovoltaicos para observar cómo evoluciona la situación.

Las diferencias de temperatura indican sin duda pérdidas de energía, pero se asume que estos módulos fotovoltaicos causarán pérdidas de energía menores que un PID ya desarrollado.

Un grupo de módulos fotovoltaicos está más caliente que otro grupo comparable de módulos fotovoltaicos en unos pocos grados, pero la temperatura es uniforme en todo el grupo afectado.

Aquí tienes un ejemplo que muestra un problema de string (circuito abierto) en la imagen térmica:

El string completo está desconectado y se calienta porque la irradiancia solar no se convierte en energía. Los módulos fotovoltaicos del string afectado absorben la irradiancia solar, por lo que la superficie de los módulos de este string está más caliente que la del string vecino. Esto puede deberse a varios problemas, como:

Comienza con una comprobación exhaustiva de las conexiones del string, y estas acciones correctivas deberían ser sencillas. Dado que estos problemas provocan pérdidas de energía extremas y a menudo son fáciles de solucionar, deben tratarse con la máxima prioridad.

Cuando un string completo de módulos fotovoltaicos está desconectado, estos módulos no producen energía. Esto significa que la pérdida de energía es del 100%, durante todo el tiempo que haya existido el problema del string.

Un grupo de paneles contiguos muestra un patrón de mosaico (paneles con multipuntos calientes), normalmente el string completo.

Aquí tienes un ejemplo que muestra un problema de string (polaridad invertida) en la imagen térmica:

La causa de esta anomalía es difícil de determinar sin realizar las mediciones necesarias en la planta. Suele deberse a un cortocircuito, baja tensión, corriente inversa o un desajuste en las condiciones de funcionamiento del string.

Comienza con una comprobación exhaustiva de las conexiones del string, y estas acciones correctivas deberían ser sencillas. Dado que estos problemas provocan pérdidas de energía extremas y a menudo son fáciles de solucionar, deben tratarse con la máxima prioridad.

Cuando un string completo de módulos fotovoltaicos está desconectado, estos módulos no producen energía. Esto significa que la pérdida de energía es del 100%, durante todo el tiempo que haya existido el problema del string.

Todos los módulos conectados a la caja combinadora se muestran calentados de manera uniforme (con un aspecto similar al de un string en circuito abierto).

Al revisar una anomalía de caja combinadora, recomendamos encarecidamente consultar los datos SCADA en el momento exacto del vuelo del dron.

Investigar en la planta para determinar la causa raíz.

Cuando una caja combinadora completa no funciona, la pérdida de energía es del 100%, durante todo el tiempo que haya existido el problema de la caja combinadora.

Todos los módulos conectados al inversor se muestran calentados de manera uniforme. (Con un aspecto similar al de un string en circuito abierto).

Al revisar una anomalía de inversor, recomendamos encarecidamente consultar los datos SCADA en el momento exacto del vuelo del dron.

Aborda el estado del inversor, ya sea en la planta o mediante tu seguimiento remoto, para diagnosticar la causa de la interrupción del inversor.

Cuando un inversor completo no funciona, la pérdida de energía es del 100%, durante todo el tiempo que haya existido el problema del inversor.

Un módulo fotovoltaico está más caliente que los demás módulos fotovoltaicos en unos pocos grados, pero la temperatura es uniforme en todo el módulo afectado.

Aquí tienes un ejemplo que muestra un problema de módulo abierto en la imagen térmica:

El módulo fotovoltaico completo está desconectado y se calienta porque la irradiancia solar no se convierte en energía. El módulo fotovoltaico absorbe la irradiancia solar, por lo que la superficie del módulo está más caliente que la del módulo vecino. Esto puede deberse a varios problemas, como:

Cuando un módulo fotovoltaico completo está desconectado, significa que este módulo no produce energía. Esto significa que la pérdida de energía es del 100%.

Se espera que las cajas de conexiones se calienten ligeramente debido a la alta densidad de corriente que soportan. Aun así, una temperatura elevada puede indicar problemas en las conexiones que provocarán pérdidas de energía o incluso un riesgo de incendio.

Por lo tanto, cualquier calor generado en la caja de conexiones se disipa a través de las capas de la lámina posterior, la oblea y el cristal antes de poder medirse. Esta información es la que utilizamos para intentar evaluar si una caja de conexiones tiene un problema o no.

Nuestra evaluación del estado de una caja de conexiones es, por tanto, principalmente relativa, comparando el brillo de las cajas de conexiones con el de las cajas vecinas. Esto se basa en la suposición de que, si la mayoría de los módulos fotovoltaicos muestran una caja de conexiones caliente, es poco probable que estén defectuosas. El aumento de temperatura puede deberse a una irradiancia elevada o a un diseño específico del módulo fotovoltaico.

El ejemplo siguiente, a la izquierda, muestra una caja de conexiones más caliente que las circundantes, lo que indica un problema potencial. El ejemplo siguiente, a la derecha, muestra módulos fotovoltaicos en los que la temperatura de las cajas de conexiones parece similar en todos ellos.

Ten en cuenta que la ubicación de la caja de conexiones puede variar según el tipo de módulo fotovoltaico.

Las anomalías de célula transversal y célula multitransversal en paneles de capa fina se asemejan a las anomalías de punto caliente y multipunto caliente que se observan en los paneles monocristalinos/policristalinos. Sin embargo, la diferencia entre los paneles monocristalinos/policristalinos y los de capa fina es que las células en un panel de capa fina son largas y estrechas, como se muestra en el siguiente esquema (el rectángulo rojo identifica una célula).

Célula Transversal Única Célula Multitransversal

Como consecuencia de la estrechez de las células, algunas anomalías que se clasificarían como puntos calientes y multipuntos calientes en paneles monocristalinos/policristalinos no aparecen como puntos calientes únicos en las imágenes térmicas de los paneles de capa fina. La anomalía aparece alargada y puede atravesar varias células adyacentes, e incluso a veces todo el ancho del panel, como se muestra en los ejemplos térmicos anteriores.

La causa de las anomalías de célula transversal en paneles de capa fina podría estar relacionada con un posible problema físico interno del propio panel, o podría deberse a la presencia de cristal roto, que no es visible en las imágenes RGB.

Según la gravedad de la anomalía, se recomienda monitorizar la anomalía en el caso de anomalías con delta de temperatura bajo, o bien, si la gravedad es Crítica, se recomienda reparar el panel.

Aunque es complejo de calcular con precisión, debido a la extensión del panel cubierta por la anomalía, las pérdidas de energía a veces pueden llegar a ser de hasta un tercio de la producción nominal del módulo.

Algunos paneles no son visibles total o parcialmente debido a obstrucciones físicas, como árboles u otra vegetación más baja que crece cerca o entre los paneles. Dado que los paneles no son visibles parcial o totalmente, no es posible analizarlos. Por lo tanto, esto no es una anomalía, sino simplemente una advertencia de que una parte de la planta no se puede analizar.

Aquí tienes algunos ejemplos que muestran un problema de obstrucción en las imágenes térmicas y visuales:

La causa puede ser cualquier obstrucción física, como árboles, otra vegetación más baja que crece cerca o entre los paneles, u objetos que sobresalen.

Elimina la obstrucción.

Dado que no hay visibilidad de los paneles o de parte del panel, en este caso no se puede estimar la pérdida de energía.

No hay puntos calientes, sino puntos fríos debido al sombreado de objetos como árboles, otra vegetación pequeña, postes eléctricos, vallas, etc. En estos casos, se espera que estos sombreados se conviertan en puntos calientes con el tiempo si el sombreado persiste; sin embargo, lo más probable es que se trate de un sombreado temporal que desaparezca o cambie de posición a medida que cambia la posición del sol.

Aquí tienes algunos ejemplos que muestran un problema de sombreado en las imágenes térmicas y visuales:

La causa puede ser cualquier objeto, como árboles, otra vegetación pequeña, postes eléctricos, vallas, etc.

Elimina el material que causa el sombreado.

Dado que es muy probable que se trate de un sombreado temporal que desaparezca o cambie de posición a medida que cambia la posición del sol, en esta etapa no se puede hacer una estimación de la pérdida de energía; sin embargo, si el sombreado persiste y provoca un sobrecalentamiento en los paneles, deberá analizarse de nuevo.

El tracker no sigue al sol; se aprecia con bastante claridad tanto en las imágenes térmicas como en las visuales que el tracker apunta en una dirección diferente a la de los demás. Cuando el tracker averiado está encendido y tiene corriente circulando, normalmente muestra un patrón térmico diferente, ya que recibe una cantidad de irradiancia distinta a la de los que funcionan correctamente. En algunos casos, esto puede provocar un desajuste entre los strings conectados en paralelo, causando así problemas en esos strings aunque funcionen correctamente.

Cualquier problema mecánico en el mecanismo del tracker puede provocar un fallo del tracker.

Repara el mecanismo del tracker

Los datos faltan en una sección de la planta donde hay módulos operativos que deben inspeccionarse.

Puede haber diferentes motivos para la falta de datos, algunos de los cuales son:

Si es posible adquirir los datos, la única acción correctiva es volver a volar, a menos que se trate de un problema de subida de datos.

El módulo no aparece en las imágenes, pero existe en el overlay o archivo de diseño de la planta.

El módulo está desalineado y requiere solución en la planta

Este tipo de anomalía se utiliza únicamente en inspecciones de cristal roto no estándar, que son inspecciones visuales realizadas solo con datos visuales (RGB) por solicitud específica del cliente. No hay datos térmicos, y los datos visuales suelen tener mayor resolución que los datos estándar. La anomalía tiene tres niveles de certeza y, por lo tanto, tres tipos de anomalía diferentes:

Aquí tienes algunos ejemplos que muestran problemas de cristal roto en las imágenes visuales. Estos ejemplos pueden variar según el tipo de módulo:

Este tipo de anomalía se utiliza para problemas detectados en los datos visuales que aún no provocan ninguna anomalía térmica. Normalmente no realizamos un análisis visual independiente; sin embargo, cuando se detecta en los datos visuales algo que se considera digno de especificarse, se etiqueta como anomalía "visual" y se añadirá la causa correspondiente.

Estas anomalías visuales pueden deberse a cristal roto, suciedad, vegetación, excrementos, objetos extraíbles u otros elementos que son visibles en los datos RGB pero que aún no lo son en los datos térmicos.

Eliminar la causa debería solucionar el problema.

Puntos fríos distintivos e indescriptibles en los módulos en los datos térmicos, que se consideran dignos de ser especificados.