ES2708572T3 - Procedimiento para diagnosticar el fallo de un generador fotovoltaico - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de diagnóstico para un generador fotovoltaico caracterizado porque implementa una etapa de observación de la evolución de su tensión (U) en función del tiempo durante su paso de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa, de un modo de funcionamiento en circuito abierto a un modo de cortocircuito.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento para diagnosticar el fallo de un generador fotovoltaico
La invencion se refiere a un procedimiento de diagnostico para un dispositivo fotovoltaico que permite detectar su avena. Esta particularmente adaptada para optimizar la produccion de un generador fotovoltaico. Tambien se refiere a un dispositivo fotovoltaico que implementa dicho procedimiento.
Los dispositivos de generacion de energfa a partir de fuentes intermitentes, como generadores fotovoltaicos, se utilizan cada vez mas. El coste de su produccion depende de su autonoirna y de su capacidad para diagnosticar su fallo, si es posible en tiempo real. Los dispositivos existentes no estan disenados para una reaccion rapida en caso de fallo, incluso cuando su produccion se vuelve anormalmente baja. Por esta razon, requieren operaciones de mantenimiento complejas y costosas.
La gestion clasica de los dispositivos fotovoltaicos consiste en observar su comportamiento al nivel de los sistemas conectados a estos dispositivos, por ejemplo, midiendo la carga de una batena conectada al dispositivo o midiendo la produccion electrica obtenida en una red electrica a la que esta conectado el dispositivo. En caso de una medida inferior al valor esperado, se confirma un fallo del dispositivo fotovoltaico. Dicha gestion clasica tiene la desventaja de ser imprecisa. En efecto, no permite distinguir entre una disminucion normal en la produccion causada por sombras o condiciones climaticas especiales y un fallo real del dispositivo. Ademas, no permite diferenciar diferentes fallos del dispositivo como un aumento de la resistencia del cableado, por ejemplo, debido a la falta de conectividad o un arco electrico en el dispositivo o un deterioro de la cara frontal del generador fotovoltaico, por ejemplo, debido a una deslaminacion o a la corrosion, a una sombra o a la suciedad.
El documento WO2008112080 describe una solucion que consiste en comparar los valores medidos al nivel de modulos fotovoltaicos con valores registrados previamente en una situacion de funcionamiento normal para detectar fallos. Dicha solucion es de diffcil implementacion y no es satisfactoria porque requiere una gran cantidad de datos. Para ello, se necesita una gran cantidad de sensores para lograr un gran numero de mediciones, y un largo tratamiento para compararlas con los datos registrados.
El documento US4163194 describe un procedimiento de diagnostico que comprende la medicion de la tension en los bornes de una celda fotovoltaica durante el paso de un modo de circuito abierto a un modo de cortocircuito. Sin embargo, este procedimiento requiere la medicion de un parametro adicional, es decir, la corriente o la potencia. Por lo tanto, un objeto general de la invencion es proponer una solucion diagnostica para un dispositivo fotovoltaico que no comprende las desventajas de las soluciones del estado de la tecnica.
Mas espedficamente, la invencion pretende lograr todos o una parte de los siguientes objetos:
Un primer objeto de la invencion es proponer una solucion diagnostica para un dispositivo fotovoltaico que permita detectar con fiabilidad y precision su fallo.
Un segundo objeto de la invencion es proponer una solucion diagnostica para un dispositivo fotovoltaico que permita detectar un fallo de forma remota y en tiempo real.
Un tercer objeto de la invencion es proponer una solucion diagnostica para un dispositivo fotovoltaico que permita detectar un fallo de manera sencilla y economica.
Para ello, la invencion se basa en un procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico caracterizado porque implementa una etapa de observacion de la evolucion de su tension en funcion del tiempo durante su paso de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa, de un modo de funcionamiento en circuito abierto a un modo de cortocircuito.
Para ello, el procedimiento puede comprender ademas una etapa de medicion del tiempo normal requerido para alcanzar una tension maxima Uco cuando el generador fotovoltaico pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto en un estado no defectuoso y/o comprende ademas una etapa de medicion de la tension maxima Uco.
La etapa de medicion de la tension maxima Uco puede realizarse despues del paso del generador fotovoltaico de un modo de funcionamiento normal a un modo de circuito abierto.
Puede comprender una etapa de medicion del tiempo necesario para alcanzar un porcentaje predefinido de la tension maxima Uco cuando pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto, y una etapa de comparacion de este tiempo con el tiempo normal necesario en el caso del generador fotovoltaico en condiciones de funcionamiento no defectuoso, considerandose defectuoso el generador fotovoltaico si este tiempo supera un umbral predefinido.
El procedimiento puede comprender una etapa de medicion de la tension U en los bornes del generador al cabo de un tiempo predefinido cuando pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto y una etapa de comparacion de esta tension con la tension normal alcanzada en el caso del generador fotovoltaico en condiciones de funcionamiento no defectuoso, considerandose defectuoso el generador fotovoltaico si esta tension es inferior a un umbral predefinido.
Para ello, el procedimiento puede comprender las siguientes etapas adicionales:
- abertura de un primer interruptor (en ingles, switch) para obtener el paso del generador fotovoltaico desde la posicion de circuito cerrado a la de circuito abierto, desconectandolo de su carga;
- medicion de la tension maxima estabilizada, obtenida en los bornes del generador fotovoltaico;
- cierre de un segundo interruptor para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito y luego, abertura de este segundo interruptor para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de la tension en los bornes del generador fotovoltaico obtenida al cabo de un tiempo predefinido y comparacion de la tension medida con la tension maxima para determinar el estado defectuoso o no del generador fotovoltaico;
- cierre del primer interruptor para poner nuevamente el generador fotovoltaico en su situacion de produccion electrica normal en relacion con su carga.
El tiempo predefinido puede estar comprendido entre 10'7 y 10'2 segundos y/o el porcentaje predefinido de la tension maxima Uco puede ser superior al 50 %.
En caso de diagnostico de fallo del generador fotovoltaico, el procedimiento puede determinar la curva de la evolucion U(I) de su tension U en funcion de la corriente I.
De acuerdo con una segunda realizacion de la invencion, el procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico se caracteriza porque la etapa de observacion de la evolucion de su tension U comprende la observacion de la evolucion U(I) de su tension U en funcion de la corriente I.
El procedimiento puede comprender una etapa de deteccion de las brechas de la curva de tension - intensidad para deducir de la misma el numero de defectos, asf como la importancia del fallo.
El procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico puede comprender las etapas adicionales siguientes: - abertura de un primer interruptor (en ingles, switch) para obtener el paso del generador fotovoltaico desde la posicion de circuito cerrado a la de circuito abierto, desconectandolo de su carga;
- medicion de la tension maxima Uco estabilizada, obtenida en los bornes del generador fotovoltaico;
- cierre de un segundo interruptor para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito y luego, abertura de este segundo interruptor para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de la tension U y de la corriente I en los bornes del generador fotovoltaico hasta que la tension U alcance la tension maxima Uco para obtener la curva U(I);
- cierre del primer interruptor para poner nuevamente el generador fotovoltaico en su situacion de produccion electrica normal en relacion con su carga.
El paso de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa puede realizarse mediante un inversor.
La invencion tambien se refiere a un dispositivo fotovoltaico que comprende un generador fotovoltaico que comprende una pluralidad de celdas fotovoltaicas, caracterizado porque comprende al menos dos interruptores para permitir el paso de al menos una celda del generador fotovoltaico de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa, y porque comprende un microcontrolador o CPU que implementa el procedimiento de diagnostico para el generador fotovoltaico, tal como se ha descrito anteriormente.
El primer interruptor puede ser capaz de conectar o no el generador fotovoltaico a una carga externa como una batena o una red electrica, y el al menos un segundo interruptor puede estar en paralelo en al menos una celda del generador fotovoltaico.
El microcontrolador o CPU puede ser el de un inversor capaz de conectar el dispositivo fotovoltaico a una red electrica o el microcontrolador o CPU puede integrarse en una carcasa dispuesta al nivel del generador fotovoltaico. Estos objetos, caractensticas y ventajas de la presente invencion se describiran con mas detalle en la descripcion siguiente de realizaciones particulares hechas con caracter no limitativo en relacion con las figuras adjuntas, en las que:
La figura 1 ilustra esquematicamente un circuito electrico equivalente a una celda fotovoltaica.
La figura 2 muestra la curva de tension - intensidad obtenida en los bornes de diferentes celdas fotovoltaicas.
La figura 3 muestra esquematicamente el circuito electrico de dos celdas fotovoltaicas en serie, una de las cuales esta defectuosa.
Las figuras 4 y 5 muestran respectivamente dos procedimientos de diagnostico diferentes de un generador fotovoltaico a partir de las curvas de evolucion de la tension en funcion del tiempo en los bornes de un generador fotovoltaico normal y defectuoso.
La figura 6 muestra curvas de tension - intensidad obtenidas en los bornes de un generador fotovoltaico de acuerdo con diferentes escenarios.
La figura 7 ilustra un dispositivo fotovoltaico de acuerdo con una realizacion de la invencion.
La figura 8 muestra el circuito electrico implementado para el diagnostico del dispositivo fotovoltaico de acuerdo con la realizacion de la invencion.
La invencion se basa en el analisis de la evolucion de la tension de un generador fotovoltaico durante su paso del modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de funcionamiento en circuito abierto o viceversa. Esta evolucion puede ser observada a traves de la curva de la tension en funcion del tiempo o a traves del analisis de la curva que representa la intensidad en funcion de la tension en el generador fotovoltaico cuando se produce este cambio de modo.
Una celda fotovoltaica se comporta de acuerdo con un circuito electrico como se muestra esquematicamente en la figura 1. Proporciona una corriente I y una tension U en sus bornes de salida AB.
La figura 2 muestra la curva de la intensidad I en funcion de la tension U obtenida en los bornes de diferentes celdas fotovoltaicas. Las curvas 1 y 2 ilustran el caso de celdas fotovoltaicas en funcionamiento normal, es decir, no defectuosas. La curva 3 ilustra la situacion de una celda fotovoltaica que recibe una radiacion insuficiente o nula, llamada celda defectuosa. En el caso de que la corriente suministrada por un generador fotovoltaico, que comprende una pluralidad de estas celdas fotovoltaicas, ascienda a un valor Ipv, las celdas fotovoltaicas en posicion de funcionamiento normal tendran una tension U1, U2 positiva en sus bornes, mientras que una celda defectuosa tendra una tension negativa U3.
La figura 3 ilustra esquematicamente la representacion electrica de una celda en funcionamiento normal colocada en serie con una celda defectuosa, cuya tension U' es opuesta a la tension U de la celda en condicion de funcionamiento normal. En una celda fotovoltaica defectuosa, su capacidad C' esta cargada negativamente, su tension opuesta puede llegar a mas de 20 veces el valor de la tension nominal de la celda y su corriente maxima es mas baja que la de otra celda. En el caso de la abertura del circuito conectado a dicha celda defectuosa, la tension de la celda defectuosa tardara mucho mas tiempo que el de una celda normal para alcanzar un valor nominal positivo. Este tiempo puede ser del orden de 20 a 100 veces mas prolongado.
De este modo, el concepto de la invencion aprovecha el fenomeno anterior para elaborar, segun la respuesta de un generador fotovoltaico durante su paso de un modo de cortocircuito a circuito abierto, un diagnostico de su funcionamiento.
Las figuras 4 y 5 muestran curvas de evolucion 15, 16 de la tension U en funcion del tiempo t en los bornes de un generador fotovoltaico durante su paso de cortocircuito a circuito abierto, respectivamente en el caso de un funcionamiento normal y en el caso de un funcionamiento defectuoso. La curva normal 15 muestra que la tension U converge finalmente hacia una tension maxima Uco. La curva 16 muestra que la tension de un generador defectuoso aumenta con mucha menor rapidez.
Por lo tanto, un primer procedimiento de diagnostico del estado del generador fotovoltaico, representado en la figura 4 consiste en observar el tiempo requerido para alcanzar una tension Uf que representa un porcentaje predefinido de la tension maxima Uco, por ejemplo, el 95 %. En el caso del generador en funcionamiento normal, el valor final predefinido Uf se alcanza al cabo de un tiempo normal tn. En el caso del generador defectuoso, el valor final predefinido Uf se alcanza al cabo de un tiempo mas prolongado td. De este modo, la comparacion de los tiempos td y tn permite un diagnostico del estado del generador fotovoltaico.
Un segundo procedimiento, mostrado en la figura 5, consiste en medir la tension obtenida para un tiempo predefinido tf. En el caso del generador en funcionamiento normal, se alcanza un valor normal Un al cabo del tiempo tf. En el caso del generador defectuoso, el valor final inferior Ud se alcanza al cabo del tiempo tf. De este modo, la comparacion de las tensiones Un y Ud permite un diagnostico del estado del generador fotovoltaico.
La figura 6 ilustra tres curvas U(I) 4, 5, 6 obtenidas de acuerdo con tres escenarios diferentes, respectivamente, cuando un generador fotovoltaico pasa de una situacion de cortocircuito a una situacion de circuito abierto. Cada
curva U(I) es la suma de las curvas U(I) de cada una de las celdas fotovoltaicas que componen el generador fotovoltaico. Se obtendnan curvas equivalentes para un paso de una situacion de circuito abierto a una situacion de cortocircuito.
La curva 4 representa un generador fotovoltaico en el que todas las celdas fotovoltaicas estan en buen estado de funcionamiento. En la abertura del circuito, la intensidad alcanzara un valor cero mientras que la tension alcanzara un valor Uco maximo al cabo de un tiempo relativamente corto. La curva 5 representa la misma curva obtenida en el caso de un generador que comprende al menos una celda fotovoltaica defectuosa. Esta curva tiene una brecha 7 durante la que la intensidad cae mas rapidamente, mientras que la tension aumenta poco. La curva 6 ilustra otro ejemplo en el que la curva tiene dos brechas 8, 9 que indican la presencia de al menos dos celdas fotovoltaicas defectuosas. En cualquier caso, finalmente se alcanza el mismo valor de tension Uco, despues de un tiempo, no obstante, mucho mas largo en el caso de las curvas 5, 6 para los generadores que tienen al menos una celda defectuosa como se ha explicado anteriormente. Estos ejemplos permiten ilustrar varias situaciones y demuestran que las curvas U(I) permiten obtener los siguientes diagnosticos:
- hay tantos defectos en el dispositivo como brechas 7, 8,9;
- cuanto mayor sea la brecha, mas significativo sera el fallo.
Las explicaciones anteriores seran utilizadas en una realizacion de un dispositivo fotovoltaico equipado con un dispositivo que permite el diagnostico de su funcionamiento, mostrado en la figura 7.
El dispositivo fotovoltaico de la figura 7 comprende un generador fotovoltaico 10, que puede comprender una o mas celdas fotovoltaicas, conectado a la red electrica a traves de una conexion 12 por medio de un inversor 11. Este inversor es gestionado por un microcontrolador o CPU 13, cuya funcion principal es determinar el punto de funcionamiento del generador fotovoltaico 10 y su conexion con la red 12. Para ello, esta en contacto con un bloque de gestion de elevacion de tension 14, un convertidor CC - CC 15 y un bloque de gestion de la publicacion 16 en la red de la produccion. Para cumplir su funcion, el comando CPU 13 encarga regularmente las siguientes medidas:
- tension y corriente suministrada por el panel de CC;
- medicion de aislamiento en el lado de CC;
- medicion de presencia en la red;
- corriente y tension inyectados en la red de CA.
De acuerdo con la invencion, el dispositivo fotovoltaico comprende ademas un dispositivo de diagnostico integrado en el inversor 11 descrito anteriormente, cuyo CPU implementa el procedimiento de diagnostico para el generador fotovoltaico y en particular, de deteccion de fallos, que sera descrito mas adelante. El dispositivo de diagnostico corresponde al diagrama electrico mostrado en la figura 8. El CPU 13 del inversor recibe las mediciones de la corriente I y de la tension V del generador fotovoltaico 10 y controla dos interruptores T1, T2. En situacion de funcionamiento normal de produccion electrica, el interruptor T2 esta cerrado mientras el interruptor T1 esta abierto. De manera alternativa, otros dispositivos son posibles, en particular, basados en al menos un interruptor. De manera alternativa, el dispositivo de diagnostico podna ser integrado en cualquier otra carcasa separada del inversor, como una carcasa colocada al nivel de al menos una celda fotovoltaica, por ejemplo. De acuerdo con una realizacion alternativa, dicha carcasa podna integrar otras funciones, como una funcion de deteccion de arco electrico dentro del generador fotovoltaico. De este modo, el procedimiento de la invencion es implementado por un programa informatico en un microcontrolador o cualquier soporte, que luego se integra en el dispositivo fotovoltaico, y funciona sobre la base de la recepcion de mediciones en fase con el control del (de los) interruptor(es).
Dicho dispositivo puede permitir la implementacion del procedimiento de su diagnostico de acuerdo con una primera realizacion que comprende las siguientes etapas:
- abertura del interruptor T2 para lograr el paso del generador fotovoltaico de un modo de circuito cerrado a un modo de circuito abierto;
- medicion de la tension maxima Uco estabilizada, obtenida en los bornes del generador fotovoltaico al cabo de cierto tiempo (tiempo de estabilizacion), cuando la intensidad es cero;
- cierre del interruptor T1 para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito, y luego, abertura del interruptor T1 para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de la tension U en los bornes del generador fotovoltaico obtenida al cabo de un tiempo predefinido t. En esta realizacion, t se selecciona igual a 15 microsegundos. Cualquier valor relativamente cercano del tiempo requerido para el generador en situacion de funcionamiento no defectuoso para lograr un porcentaje predefinido de la tension maxima estabilizada Uco puede ser adecuado, pudiendo ser dicho tiempo medido o estimado. El tiempo predefinido t sera, por lo tanto, suficientemente largo como para que la tension se acerque a la tension maxima Uco del generador, al menos en el caso de un generador no defectuoso. De este modo, podna seleccionarse para este tiempo predefinido, mas generalmente, un valor comprendido entre 10'7 y 10'2 segundos;
- comparacion de la tension medida U con el porcentaje predefinido de la tension maxima Uco:
- si la tension medida U alcanza un determinado porcentaje predefinido de la tension maxima Uco, entonces se considera que el generador esta funcionando normalmente y se cierra el interruptor T2 para poner nuevamente el generador en su situacion de produccion electrica normal. El porcentaje predefinido se establece en el 95 % en esta realizacion. Podna tomar otros valores, porque depende del tiempo t predefinido y, por ejemplo, podna tomar cualquier otro valor preferentemente superior al 50 %;
- si la tension medida U no alcanza el porcentaje predefinido de la tension maxima Uco, entonces el generador se considera defectuoso.
De acuerdo con otra realizacion de la invencion, es posible observar la curva de tension - intensidad U(I) determinada mientras el dispositivo pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto. Para ello, se realizan las etapas siguientes:
- cierre del interruptor T1 para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito, y luego, abertura del interruptor T1 para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de varios puntos de tension y de corriente de acuerdo con una frecuencia facq predefinida, estando comprendida esta frecuencia de manera ventajosa entre 100 kHz y 1 MHz;
- cuando la tension alcanza el valor Uco, entonces el interruptor t2 se cierra para poner nuevamente el generador en su situacion normal de produccion electrica;
- los puntos medidos son transmitidos y analizados por el CPU 13 del dispositivo fotovoltaico, que puede, de este modo, deducir el numero de defectos y la importancia de la degradacion.
De acuerdo con una realizacion alternativa en modo redproco, solo se modifica la primera etapa; el interruptor T1 se abre primero y luego se cierra para generar un paso de un circuito abierto a un cortocircuito.
De manera alternativa, las dos realizaciones descritas anteriormente pueden agruparse. Por ejemplo, la primera realizacion que se basa en el analisis de la evolucion en funcion del tiempo de la tension cuando pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de funcionamiento de circuito abierto puede estar seguida, en el caso de que se detecte un defecto, de la determinacion y la observacion de la evolucion de la curva U(I), con el fin de obtener informacion adicional sobre los defectos del dispositivo.
De acuerdo con una realizacion ventajosa de la invencion, el tiempo requerido para la implementacion del diagnostico es lo suficientemente corto como para permitir su ejecucion sin la parada completa del inversor 11, lo que requerina entonces un tiempo significativo en el caso contrario, pudiendo alcanzar varios minutos, para producir nuevamente su maxima potencia. Para ello, hay que tener en cuenta que el inversor comprende un bus capacitivo que permite almacenar energfa correspondiente a al menos un milisegundo de inyeccion en la red. El tiempo necesario para que la tension del generador fotovoltaico alcance su valor maximo durante el paso en circuito abierto depende de la corriente y de la capacidad equivalente del generador 10. De manera relevante, este tiempo vana ligeramente en funcion de la irradiacion y de las caractensticas intnnsecas de las celdas. De este modo, al seleccionar un transistor de potencia rapida, componentes de conmutacion rapida T1, T2, por ejemplo, del orden del microsegundo y/o medios de medicion apropiados, es posible implementar el diagnostico en un tiempo inferior a 1 milisegundo, lo que permite no detener el inversor y no afectar la produccion electrica. El proceso de diagnostico se implementa periodicamente y de este modo, permite comprobar el dispositivo en tiempo real.
Un procedimiento de diagnostico para el dispositivo fotovoltaico ha sido descrito a modo de ejemplo de acuerdo con la primera realizacion de la invencion. Resulta evidente que otras variantes son posibles, basadas en la variacion del tiempo requerido para alcanzar la tension maxima Uco en los bornes del generador en estado de circuito abierto. Esta tension maxima no se mide necesariamente en cada implementacion del procedimiento de diagnostico, pero se puede medir, por ejemplo, una sola vez cuando el generador es nuevo, esta en funcionamiento normal no defectuoso y se memoriza. Igualmente, el tiempo requerido para alcanzar este valor puede medirse simultaneamente y memorizarse para que sirva como base a las etapas de diagnostico.
Por lo tanto, una posible variante de la primera realizacion del procedimiento de diagnostico del generador puede consistir en esperar sistematicamente, durante el paso en circuito abierto del generador, que la tension alcance la tension maxima, medir el tiempo requerido y compararlo con el tiempo normal en caso de un funcionamiento adecuado. Si este tiempo supera el tiempo normal en un porcentaje predefinido, entonces se considera el generador como defectuoso.
El procedimiento de diagnostico ha sido descrito sobre la base de un dispositivo de diagnostico correspondiente al diagrama electrico que se muestra en la figura 8. De acuerdo con una variante ventajosa, el diagnostico se puede hacer utilizando la estructura de entrada de un inversor fotovoltaico. De manera convencional, estos inversores utilizan componentes de la electronica de potencia, ya sea en serie, en paralelo o ambas, pudiendo permitir la desconexion de la parte del inversor (etapa del convertidor CC / CA) de la parte del convertidor reductor (etapa del convertidor CC / CC) del aparato “inversor fotovoltaico” y/o realizar la funcion de conversion de CC / CC. Estos componentes pueden realizar el paso de cortocircuito a circuito abierto del (de los) generador(es) fotovoltaico(s) conectado(s) como entrada y permitir asf la realizacion del diagnostico. Por lo tanto, esta funcionalidad podna
implementarse de manera sencilla y principalmente gracias a adaptaciones de programas informaticos de los inversores existentes.
La invencion logra as ^ los objetos deseados, y permite un diagnostico preciso y rapido de un generador fotovoltaico, permite en particular determinar en el caso de una disminucion de la produccion si la disminucion se produce por un defecto del generador fotovoltaico o si esta relacionada con un cableado o conector defectuoso. De este modo, el personal de mantenimiento puede advertir de forma rapida y precisa el fallo.
Claims (15)
1. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico caracterizado porque implementa una etapa de observacion de la evolucion de su tension (U) en funcion del tiempo durante su paso de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa, de un modo de funcionamiento en circuito abierto a un modo de cortocircuito.
2. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque comprende ademas una etapa de medicion del tiempo normal requerido para alcanzar una tension maxima (Uco) cuando el generador fotovoltaico pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto en un estado no defectuoso y/o porque comprende ademas una etapa de medicion de la tension maxima (Uco).
3. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque la etapa de medicion de la tension maxima (Uco) se realiza despues del paso del generador fotovoltaico de un modo de funcionamiento normal a un modo de circuito abierto.
4. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una etapa de medicion del tiempo requerido para alcanzar un porcentaje predefinido de la tension maxima (Uco) cuando pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto, y una etapa de comparacion de este tiempo con el tiempo normal requerido en el caso del generador fotovoltaico en un estado de funcionamiento no defectuoso, considerandose el generador fotovoltaico como defectuoso si este tiempo supera un umbral predefinido.
5. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende una etapa de medicion de la tension (U) en los bornes del generador al cabo de un tiempo predefinido cuando pasa de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto y una etapa de comparacion de esta tension con la tension normal alcanzada en el caso del generador fotovoltaico en estado de funcionamiento no defectuoso, considerandose el generador fotovoltaico como defectuoso si esta tension es inferior a un umbral predefinido.
6. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque comprende las etapas adicionales siguientes:
- abertura de un primer interruptor (T2) (en ingles, switch) para lograr el paso del generador fotovoltaico desde la posicion de circuito cerrado a la de circuito abierto, desconectandolo de su carga;
- medicion de la tension maxima estabilizada (Uco), obtenida en los bornes del generador fotovoltaico;
- cierre de un segundo interruptor (T1) para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito, y luego, abertura de este segundo interruptor (T1) para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de la tension (U) en los bornes del generador fotovoltaico obtenida al cabo de un tiempo (t) predefinido y comparacion de la tension medida (U) con la tension maxima (Uco) para determinar el estado defectuoso o no del generador fotovoltaico;
- cierre del primer interruptor (T2) para poner nuevamente el generador fotovoltaico en su situacion de produccion electrica normal en relacion con su carga.
7. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6, caracterizado porque el tiempo predefinido esta comprendido entre 10'7 y 10'2 segundos y/o porque el porcentaje predefinido de la tension maxima (Uco) es superior al 50 %.
8. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en caso de diagnostico de fallo del generador fotovoltaico, el procedimiento determina la curva de la evolucion U(I) de su tension (U) en funcion de la corriente (I).
9. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la etapa de observacion de la evolucion de su tension (U) comprende ademas la observacion de la evolucion U(I) de su tension (U) en funcion de la corriente (I).
10. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque comprende una etapa de deteccion de las brechas (7, 8, 9) de la curva de tension - intensidad para deducir de la misma el numero de defectos, asf como la importancia del fallo.
11. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque comprende las etapas adicionales siguientes:
- abertura de un primer interruptor (T2) (en ingles, switch) para obtener el paso del generador fotovoltaico desde la posicion de circuito cerrado a la de circuito abierto, desconectandolo de su carga;
- medicion de la tension maxima estabilizada (Uco), obtenida en los bornes del generador fotovoltaico;
- cierre de un segundo interruptor (T1) para poner el generador fotovoltaico en cortocircuito, y luego, abertura de este segundo interruptor (T1) para ponerlo nuevamente en circuito abierto;
- medicion de la tension (U) y de la corriente (I) en los bornes del generador fotovoltaico hasta que la tension (U) alcance la tension maxima (Uco) para obtener la curva U(I);
- cierre del primer interruptor (T2) para poner nuevamente el generador fotovoltaico en su situacion de produccion electrica normal en relacion con su carga.
12. Procedimiento de diagnostico para un generador fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el paso de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa es realizado por un inversor (11).
13. Dispositivo fotovoltaico que comprende un generador fotovoltaico que comprende una pluralidad de celdas fotovoltaicas, caracterizado porque comprende al menos dos interruptores (T1; T2) para permitir el paso de al menos una celda del generador fotovoltaico de un modo de funcionamiento en cortocircuito a un modo de circuito abierto o viceversa, y porque comprende un microcontrolador o CPU (13) que implementa el procedimiento de diagnostico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
14. Dispositivo fotovoltaico de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado porque un primer interruptor (T2) es capaz de conectar o no el generador fotovoltaico a una carga externa como una batena o una red electrica, y porque al menos un segundo interruptor (T1) esta en paralelo en al menos una celda del generador fotovoltaico.
15. Dispositivo fotovoltaico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque el microcontrolador o CPU (13) es el de un inversor (11) capaz de conectar el dispositivo fotovoltaico a una red electrica o porque el microcontrolador o CPU (13) esta integrado en una carcasa dispuesta a nivel del generador fotovoltaico.
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