El presente y futuro deparan a la tecnología fotovoltaica grandes retos en cuanto a la calidad de material, instalación, operación y, finalmente, desmantelamiento. La fotovoltaica es una tecnología madura, pero solo si el sector responde adecuadamente a las exigencias de suministro seguro y fiable, puede establecerse como fuente principal de electricidad a gran escala.

AS Solar se dedica desde sus inicios, hace 17 años, al suministro de material y servicios de calidad, es por ello que nos vemos obligados a formar e informar sobre los riesgos que pueden ocasionarse en las plantas fotovoltaicas, así como los caminos para prevenirlos o reducirlos.

En esta entrega profundizaremos sobre un defecto grave que podemos encontrar en módulos fotovoltaicos debido a una deficiente calidad de los materiales y/o manipulación: el Hotspot o punto caliente.

¿Qué es un Hotspot?

Un Hotspot es una zona dentro del módulo fotovoltaico que se calienta excesivamente, pudiendo ocasionar la destrucción de este o incluso un incendio.

 

imagen termográfica
Imagen 1: Imagen termográfica de un Hotspot( Fuente: Flir)

¿Cómo se origina un Hotspot?

El Hotspot se produce debido a una elevada resistencia en una zona concreta del módulo fotovoltaico. La zona afectada se convierte en un consumidor de electricidad que genera calor, superando incluso los 200ºC.

La resistencia se origina por defectos internos o por sombreados procedentes del entorno. Los sombreados pueden ser puntuales (suciedad, excrementos…) o permanentes (árboles, chimeneas u otros elementos que arrojen sombras temporales sobre el generador).

Veamos algunos ejemplos:

  • Soldadura rota: El uso de una pasta de unión inadecuada para los interconectores o procesos de soldadura deficientes, puede ocasionar la rotura de estos. También puede ocurrir durante el transporte o la manipulación del módulo en obra.

 

imagen en microscopio
Imagen 2: Interconexión de células rota (Fuente: Firstgreen)

 

  • Rotura de células: Las células fotovoltaicas tienen un grosor aproximado de unas 200-300 micras, es decir, son extremadamente frágiles y pueden ser fisuradas durante la producción, transporte o instalación.

 

imagen de electroluminiscencia

Imagen 3: Electroluminiscencia, las zonas oscuras son inactivas, debido a microroturas. (Fuente: M. Diehl)

 

  • Sombreado: Ocasionado por elementos del entorno (plantas, ramas, antenas…), provoca un sobrecalentamiento de la zona sombreada.

 

imagen normal e imagen termográfica de un panel solar
Imagen 4: Efecto de zona caliente provocado por pequeño sombreado. (Fuente: M. Diehl)

 

  • Suciedad: La persistencia de suciedad debido a un deficiente mantenimiento puede acabar generando Hotspots.

 

suciedad sobr epaneles solares
Imagen 5: Suciedad arenosa en módulos fotovoltaicos (Fuente: Photovalía Solar Services)

 

excremento de pajaro sobre panel solar
Imagen 6: Excremento de pájaro sobre módulo fotovoltaico (Fuente: Homepower)

 

Proceso de generación de un Hotspot: Cadena incendiaria

A partir los defectos anteriormente citados, se encadenan unos procesos irreversibles que, dependiendo de la duración del efecto, pueden abarcar desde la pérdida de rendimiento hasta la destrucción del módulo o incluso el incendio.

 

  • 1- Resistencia elevada/calentamiento del punto de contacto

    imagen termográfica
    Imagen 7: Proceso de generación de un Hotspot (Fuente: M. Diehl)

 

  • 2- Ruptura de puntos de contacto y calentamiento y reblandecimiento del material aislante

 

quemaduras en un módulo solar
Imagen 8: Quemadura en el backsheet (Fuente: M.Diehl)

 

  • 3- Calentamiento lento y continuo, Inflamación de materiales alrededor.

 

panel solar quemado
Imagen 9: Hotspot extendido (Fuente: M. Diehl)

 

  • 4- Posible arco eléctrico, permanencia de la llama después de apagarse el arco eléctrico en el material circundante
  • paneles solares quemados
    Imagen 10: Incendio en una planta fovoltaica (Fuente: TÜV Rheinland)

 

¿Cómo evitar un Hotspot?

El Hotspot es un defecto que puede aparecer en cualquier momento de la vida útil del módulo, puede ser inducido debido la fabricación deficiente del módulo. Por otro lado, si el transporte y el manejo durante la instalación no son adecuados, las probabilidades de que aparezcan Hotspots a lo largo de la vida útil de la instalación aumentan.

Ahora bien, ¿que debemos tener en cuenta para prevenir los Hotspot?

 

  •  – Comprar material de marcas conocidas y comprobadas, con procesos de fabricación certificados y transparentes.

 

  • – Asegurar un transporte a obra con las máximas precauciones. Los módulos son equipos delicados y deben ir paletizados y sin pesos encima, por mencionar dos condiciones básicos de transporte.

 

  • – Durante la instalación del material, procurar que no se pise los módulos, además de seguir las instrucciones de montaje del fabricante

 

  • – Limpiar los módulos, conforme las circunstancias de la instalación del lugar lo requieran. Por ejemplo: en un lugar con poca lluvia y los módulos instalados con poca inclinación, la limpieza se debe hacer más a menudo. Y eso no solamente por aumentar el rendimiento de la planta, sino que así evitaremos también la aparición de Hotspots.

 

  • – Revisar regularmente la planta. Además de monitorizar la planta permanentemente, conviene llevar a cabo al menos una vez al año una revisión visual y con equipos especiales de medida.

 

Con todas las medidas aplicadas, se pueden combatir eficazmente al Hotspot y muchos más defectos. El coste de reparar defectos crece exponencialmente, cuanto más tarde se descubran, por lo que cada céntimo invertido en calidad de material, instalación y revisiones tiene un beneficio económico asegurado.

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