ES2712675T3 - Procedimiento para controlar las cadenas de los módulos solares en una instalación fotovoltaica y un inversor fotovoltaico para implementar el procedimiento - Google Patents

Procedimiento para controlar las cadenas de los módulos solares en una instalación fotovoltaica y un inversor fotovoltaico para implementar el procedimiento Download PDF

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Abstract

Procedimiento para probar las cadenas (3) de una instalación fotovoltaica, que generan una tensión de corriente continua (UDC), con al menos un inversor fotovoltaico (1) para convertir la tensión de corriente continua (UDC) de las cadenas (3) en una tensión de corriente alterna (UAC) para la alimentación en una red de suministro (5) y/o un consumidor (6), cada una con dos líneas de conexión (11,12) por cadena (3), que comprende un dispositivo de control (7), un inversor de DC/DC (28), un circuito intermedio (8), un inversor de DC/AC (9) y un rastreador MPP (26), en donde cada cadena (3) se conecta individualmente por medio del dispositivo de control (7) con ayuda de contactos de conmutación (13) del relé integrado (14) en cada línea de conexión (11, 12) a fin de determinar al menos valores individuales de la curva característica U/I de cada cadena (3) mediante dispositivos de medición de corriente (15) dispuestos en cada línea de conexión (11) para cada cadena (3) e integrados en el inversor fotovoltaico (1) y mediante un dispositivo de medición de tensión (16), en donde cada cadena (3) presenta una resistencia de aislamiento (RI), caracterizado porque la polaridad de cada cadena (3) en los módulos solares (2) y la resistencia de aislamiento (RI) de cada cadena (3) se determinan y se almacenan en una memoria (10) conectada al dispositivo de control (7), después se inicia la operación de alimentación de la instalación fotovoltaica y al menos los valores individuales de la curva característica U/I de cada cadena (3) de los módulos solares (2) se determinan automáticamente y bajo comando, a intervalos de tiempo predeterminados (Δt) o dependiendo de ciertos eventos operativos o parámetros operativos y porque además en la región de la cadena (3) se miden y se suministran al dispositivo de control (7) parámetros ambientales, cuyos valores se almacenan en la memoria (10) a fin de generar un informe de prueba y los valores determinados se convierten, si es necesario, a las condiciones de prueba estándar (STC) bajo condiciones ambientales definidas y se comparan con los valores almacenados en la memoria (10) y, en el caso de desviaciones inadmisibles de los valores determinados y de los valores convertidos, dado el caso, a las condiciones de prueba estándar (STC), con respecto a los valores almacenados en la memoria (10), se emite una advertencia

Description

DESCRIPCION
Procedimiento para controlar las cadenas de los modulos solares en una instalacion fotovoltaica y un inversor fotovoltaico para implementar el procedimiento
La invencion se refiere a un procedimiento para controlar las cadenas de una instalacion fotovoltaica, que genera una tension de corriente continua, con al menos un inversor fotovoltaico para convertir la tension de corriente continua de las cadenas en una tension de corriente alterna para alimentar una red de suministro y/o de un consumidor, cada una con dos lmeas de conexion por cadena con un dispositivo de control, un inversor de DC/DC, un circuito intermedio, un inversor de DC/AC y un rastreador de MPP, en el que cada cadena se enciende de forma individual mediante contactos de conmutacion de reles integrados en cada lmea de conexion a traves del dispositivo de control, para determinar al menos los valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena mediante una lmea de conexion dispuesta para cada cadena y un dispositivo de medicion de corriente integrado en el inversor fotovoltaico y por un dispositivo de medicion de tension, en el que cada cadena tiene una resistencia de aislamiento. Ademas, la invencion se refiere a un inversor fotovoltaico para convertir la tension de corriente continua de las cadenas en una tension de corriente alterna para alimentar una red de suministro y/o de un consumidor, cada uno con dos lmeas de conexion de un dispositivo de control, un inversor de DC/DC, un circuito intermedio, un inversor de DC/AC, y con un rastreador MPP, en el que en cada lmea de conexion para cada cadena esta dispuesto un contacto de conmutacion de un rele integrado y, en cada caso, una lmea de conexion para cada cadena dispone de un dispositivo de medicion de corriente, y ademas se proporciona un dispositivo de medicion de tension para medir la tension de cada cadena, en el que cada cadena tiene una resistencia de aislamiento.
Los sistemas fotovoltaicos consisten en un numero correspondiente de modulos solares que generalmente se interconectan en serie a las denominadas cadenas o cadenas y se conectan a la entrada de DC de al menos un inversor. El inversor fotovoltaico convierte la tension de corriente continua generada por los modulos solares en una tension de corriente alterna y lo pone a disposicion para alimentar una red de suministro o para abastecer a los consumidores. Para optimizar el uso de la energfa solar, la carga de un modulo solar en el rendimiento energetico maximo se optimiza con la ayuda de un rastreador de MPP (punto de maxima potencia) mediante la determinacion de al menos puntos individuales de la curva caractenstica U/I del modulo solar o la conexion en serie de varios modulos solares y regulando el inversor de manera tal que el modulo solar opere en el llamado MPP (punto de maxima potencia), en el que la potencia suministrada tiene un maximo.
Ademas de las mediciones mencionadas anteriormente en las cadenas de los modulos solares durante la operacion de la instalacion fotovoltaica, se necesitan o requieren procedimientos adicionales para probar las cadenas en los modulos solares de una instalacion fotovoltaica antes de la primera puesta en servicio o despues de los cambios en la instalacion fotovoltaica. Normalmente, tales pruebas obligatorias de puesta en servicio se realizan con dispositivos de medicion externos y con una intervencion manual en la instalacion fotovoltaica. Esto se asocia con un gasto en tiempo y en personal correspondientemente elevado.
Por ejemplo, el documento DE 10 2012 214 177 A1 describe un procedimiento para puesta en servicio de un inversor de una instalacion fotovoltaica, que se puede llevar a cabo de una manera particularmente simple, economica y rapida, y tambien sin apagar la instalacion fotovoltaica. Esencialmente, sin embargo, implica el suministro de datos e informacion sobre una tarjeta de memoria necesaria para la operacion y el ajuste del inversor. No se realizan mediciones para probar el estado de las cadenas en los modulos solares o las pruebas de puesta en servicio.
Otros procedimientos para probar las cadenas en los modulos solares de una instalacion fotovoltaica se conocen de JP 2013065797 A, JP H1063358 A, DE 102012 104560 A1, DE 102005 030907 A1 y EP 1170596 A2. No es posible extraer conclusiones a partir de los resultados de las mediciones para verificar las propiedades garantizadas por el fabricante de los modulos solares.
El objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de prueba de acuerdo con la reivindicacion 1 y un inversor de acuerdo con la reivindicacion 6, mediante el cual se puede realizar la prueba de las cadenas en los modulos solares lo mas rapido y eficazmente posible. Las desventajas de los procedimientos de prueba e inversores conocidos podnan evitarse o al menos reducirse.
El objetivo de la invencion se logra mediante un procedimiento de prueba mencionado anteriormente, en el que se determinan la polaridad de cada cadena en los modulos solares y la resistencia de aislamiento de cada cadena y se almacenan en una memoria conectada al dispositivo de control, luego se inicia la operacion de alimentacion de la instalacion fotovoltaica y se determinan y se almacenan al menos los valores individuales de la curva caractenstica de U/I de cada cadena de modulos solares automaticamente y bajo comando, a intervalos de tiempo predeterminados o dependiendo de ciertos eventos operativos o parametros operativos, y ademas se miden los parametros ambientales en el area de las cadenas y se envfan al dispositivo de control, cuyos valores se almacenan en la memoria para crear un informe de prueba y los valores determinados se convierten, si corresponde, a condiciones de prueba estandar en condiciones ambientales definidas y se comparan con los valores almacenados en la memoria, y en el caso de desviaciones inadmisibles de los valores determinados y, si corresponde, de los valores convertidos a condiciones de prueba estandar con respecto a los valores almacenador en la memoria, se emite una advertencia.
El procedimiento de prueba representado se caracteriza por el hecho de que las mediciones en todas las cadenas en los modulos solares se pueden realizar desde el exterior sin dispositivos de medicion externos y sin intervencion en la instalacion fotovoltaica. A traves de los contactos de conmutacion en cada lmea de conexion (tanto la lmea positiva como la negativa de las cadenas en los modulos solares), todas las cadenas en los modulos solares se pueden conectar o apagar una detras de la otra y, por lo tanto, pueden medirse individualmente. Los contactos de conmutacion de los reles se encuentran generalmente en el inversor, es decir, en las lmeas de union de las lmeas de conexion para las cadenas con la parte de inversor DC/DC del inversor. Estas uniones de conexion se pueden ver como una extension de las lmeas de conexion. Las lmeas de conexion generalmente estan conectadas a una entrada de un bloque de conexion, que generalmente tiene el denominado aislador de DC y que se conecta en la salida a los componentes correspondientes del inversor. Esta conexion se realiza, preferentemente, directamente a traves de una via de circuito en la cual los contactos de conmutacion estan igualmente dispuestos. Despues de los contactos de conmutacion, las lmeas de conexion de la misma polaridad se juntan y se conectan al inversor de DC/DC con el siguiente enlace de DC. Para realizar la medicion respectiva en cada cadena en los modulos solares, se utilizan los correspondientes dispositivos de medicion de corriente integrados en el inversor fotovoltaico y al menos un dispositivo de medicion de tension, que suministran sus valores medidos al dispositivo de control para su posterior procesamiento. Los valores medidos y los valores derivados de ellos se almacenan en una memoria conectada al dispositivo de control. A partir de ahf, los valores para crear un informe de prueba se pueden leer por pedido o automaticamente, o se pueden reenviar a las ubicaciones deseadas. El procedimiento de prueba se puede utilizar tanto para la prueba de puesta en servicio como para el monitoreo continuo del estado de cada cadena en los modulos solares. Ademas de la toma de al menos valores individuales de las curvas caractensticas U/I de las cadenas en los modulos solares, tambien se pueden realizar las mediciones de polaridad y las mediciones de la resistencia de aislamiento de una manera particularmente simple y rapida. La duracion de la medicion por cada cadena en los modulos solares esta en el rango de unos pocos segundos, en particular incluso menos de 1 segundo, mientras que las pruebas de puesta en servicio convencionales que utilizan dispositivos de medicion externos y la influencia manual en la instalacion fotovoltaica han tomado mucho tiempo. El dispositivo de medicion externo debena conectarse a cada cadena manualmente. En contraste con los procedimientos convencionales, el presente procedimiento de prueba debido a la simplicidad y la rapida viabilidad es aplicable a intervalos regulares o irregulares en el funcionamiento de la instalacion fotovoltaica y del informe de prueba se puede derivar un importante conocimiento sobre el estado de las cadenas en los modulos solares y su funcion. Mediante la medicion adicional de los parametros ambientales en el area de la cadena del modulo solar y el suministro de valores medidos al dispositivo de control, se puede incluir informacion adicional importante en el informe de prueba o se puede tener en cuenta en el procesamiento de los valores medidos. Para una comparacion de los resultados de las mediciones con la informacion del fabricante o con los resultados de mediciones realizadas posteriormente, es importante que las mediciones hayan tenido lugar en condiciones ambientales comparables a las del area de los modulos solares.
Por el hecho de que los valores determinados se convierten, si corresponde, a condiciones de prueba estandar en condiciones ambientales definidas y se comparan con los valores almacenados en la memoria, el operador de la instalacion fotovoltaica puede recibir informacion sobre el funcionamiento incorrecto o las alteraciones relacionadas con el envejecimiento y provocar una rectificacion de fallos o el reemplazo de modulos solares defectuosos. Para tales comparaciones, se puede distinguir una conversion de los valores a las llamadas “condiciones de prueba estandar”. Las condiciones de prueba estandar son las condiciones definidas de temperatura y de irradiacion especificadas por el fabricante, bajo las cuales, por ejemplo, los valores se dan en las hojas de datos. Dado que estas condiciones de temperatura e irradiacion rara vez se cumplen, el fabricante suele especificar las formulas de conversion para convertir los valores a diferentes temperaturas o irradiaciones. Por lo tanto, los valores convertidos pueden utilizarse para comparaciones con mayor importancia.
Los al menos valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena se determinaran y almacenaran automaticamente y por pedido, en intervalos de tiempo predeterminados o en respuesta a ciertos eventos operativos o parametros operativos. El procedimiento de prueba en cada cadena se puede realizar mucho mas a menudo debido a su implementacion particularmente simple y rapida que en el caso de los procedimientos convencionales, que generalmente se realizan solo cuando el sistema se pone en servicio o despues de los cambios en el sistema. Por ejemplo, el procedimiento de prueba se puede realizar bajo comando o solicitud, solicitud que se puede enviar en el sitio o desde una ubicacion remota al sistema fotovoltaico. Ademas, una prueba tambien se puede llevar a cabo en intervalos de tiempo predeterminados, por ejemplo, una vez al trimestre o una vez al mes. Finalmente, ciertos eventos operativos o parametros operativos pueden activar una prueba, como ciertas influencias ambientales que se miden con los sensores apropiados.
Ademas, la polaridad de cada cadena se determina y almacena en la memoria. Al medir la polaridad de cada cadena, se puede determinar la inversion de polaridad antes de la puesta en servicio de la instalacion fotovoltaica o despues del trabajo de mantenimiento en los modulos solares y se puede evitar el dano al sistema fotovoltaico o los inversores o las perdidas de rendimiento. El resultado de la medicion de polaridad se puede integrar en el informe de prueba.
La resistencia de aislamiento de cada cadena tambien se determina y almacena en la memoria, ya que este parametro tambien proporciona una declaracion importante sobre el estado de los modulos solares. Para la medicion confiable de la resistencia de aislamiento de cada filamento, es absolutamente necesario proporcionar un contacto de conmutacion de un rele en cada lmea de conexion de la cadena para que ninguna falla de aislamiento de otras cadenas influya en el resultado de la medicion. Las resistencias de aislamiento medidas de cada cadena tambien pueden incluirse en el informe de prueba.
En el caso de desviaciones inadmisibles de los valores determinados y de los valores convertidos a condiciones de prueba estandar con respecto a los valores almacenados en la memoria, se emite una advertencia que informa al operador de la instalacion fotovoltaica a tiempo sobre fallos o alteraciones relacionadas con el envejecimiento y rapidamente pueden corregirse los fallos o cambiarse los modulos solares defectuosos.
Ventajosamente, se determina la curva caractenstica U/I completa, que incluye la tension de circuito abierto y la corriente de cortocircuito de cada lmea, y se almacena en la memoria. A partir de la curva caractenstica U/I completa de cada cadena en los modulos solares, se puede derivar informacion importante sobre el estado de los modulos solares y, por ejemplo, se puede comprobar si los modulos solares tienen las propiedades garantizadas por el fabricante.
Como un parametro ambiental en el area de la cadena, la temperatura se puede medir con al menos un sensor de temperatura y alimentar al dispositivo de control. Ademas, la radiacion de luz en el area de la cadena puede medirse con un sensor de irradiacion y suministrarse al dispositivo de control para poder incluir las condiciones climaticas y las condiciones de irradiacion solar en la medicion. La radiacion luminosa se mide con los sensores correspondientes en los modulos solares. La cantidad de lluvia en el area de la cadena tambien puede medirse con un sensor de lluvia y suministrarse al dispositivo de control para tener en cuenta los parametros que influyen, en particular para las mediciones de la resistencia de aislamiento de una cadena. La experiencia ha demostrado que la resistencia de aislamiento se reduce en la lluvia. Por lo tanto, para una evaluacion de errores es importante conocer la humedad o la lluvia durante la medicion.
Los valores almacenados en la memoria pueden transmitirse a una interfaz de datos, en particular una interfaz de red, en particular una interfaz para Internet. A traves de dicha interfaz de datos o interfaz de red, los valores determinados durante el procedimiento de prueba y posiblemente derivados de ellos pueden enviarse a las ubicaciones correspondientes para fines de documentacion o para procesamiento estadfstico. En dichos sitios externos, los informes de prueba recopilados se pueden procesar y poner a disposicion de las partes interesadas. Segun una caractenstica adicional de la invencion, los valores tambien pueden transmitirse automaticamente a una direccion predeterminada en la red, en particular en la Internet. Por ejemplo, si ocurren ciertos eventos operativos o parametros operativos, los procedimientos de prueba pueden realizarse automaticamente y transmitirse a receptores predeterminados donde los valores pueden procesarse adicionalmente y se pueden iniciar las acciones posibles. Por ejemplo, los informes de prueba tambien pueden enviarse automaticamente por correo electronico o SMS al operador de la instalacion fotovoltaica.
El objetivo de la invencion tambien se logra mediante un inversor fotovoltaico objetivo, en el que cada rele, cada dispositivo de medicion de corriente y el dispositivo de medicion de tension estan conectados al dispositivo de control y en el que el dispositivo de control esta adaptado para controlar cada rele, cada dispositivo de medicion de corriente y el dispositivo de medicion de tension de tal manera que se pueden determinar la polaridad de cada cadena asf como la resistencia de aislamiento de cada cadena, y despues del comienzo de la alimentacion, para detectar y almacenar al menos los valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena de forma automatica y por pedido a intervalos de tiempo predeterminados o segun ciertos eventos operativos o parametros operativos y en el que el dispositivo de control esta conectado a al menos una interfaz para la conexion a sensores para medir parametros ambientales en el area de la cadena, y se proporciona una memoria conectada a un dispositivo de control para almacenar los valores determinados para generar un informe de prueba, y el dispositivo de control se configura ademas para convertir, si es necesario, los valores determinados a condiciones de prueba estandar en condiciones ambientales definidas y para compararlos con los valores almacenados en la memoria, y para emitir una advertencia en el caso de desviaciones inadmisibles de los valores determinados y, si corresponde, de los valores convertidos a condiciones de prueba estandar con respecto a los valores almacenador en la memoria. El inversor fotovoltaico en cuestion se ejecuta automaticamente mediante el rele integrado, el dispositivo de medicion de corriente y al menos un dispositivo de medicion de tension sin la ayuda de dispositivos de medicion externos en las pruebas de puesta en servicio y las pruebas del estado de cada cadena en los modulos solares. Los componentes de hardware necesarios son relativamente faciles y economicos de integrar en el inversor fotovoltaico. El control correspondiente del procedimiento de prueba puede implementarse mediante un software en el dispositivo de control. Para sistemas fotovoltaicos mas grandes con varios inversores fotovoltaicos con instalaciones adecuadas para realizar procedimientos de prueba, todas las cadenas pueden medirse automaticamente de manera rapida y, por lo tanto, bajo las mismas condiciones ambientales, lo que anteriormente no era posible debido a los largos tiempos de medicion y/o los tiempos de rearmado. En particular, en grandes sistemas fotovoltaicos, se suministran informes de prueba de cada cadena en condiciones comparables, con respecto a la temperatura y la irradiacion o en todo caso a la lluvia. Para obtener mas ventajas del inversor fotovoltaico, vease la descripcion anterior del procedimiento de prueba. El dispositivo de control esta conectado a al menos una interfaz para la conexion a sensores para medir parametros ambientales en el area de la cadena, de modo que los parametros ambientales en el area de los modulos solares se pueden incluir en la prueba. Al registrar adicionalmente las condiciones ambientales, las mediciones tambien se pueden realizar en condiciones estandar (STC) en las que generalmente se especifican los datos de los modulos solares especificados por el fabricante. Con la ayuda del informe de prueba se pueden identificar las desviaciones de las propiedades garantizadas de los modulos solares y transmitirlas al fabricante del modulo.
Dichas mediciones y controles, especialmente en momentos regulares durante el funcionamiento de la instalacion fotovoltaica, no han sido posibles o solo lo han sido con un esfuerzo enorme.
El dispositivo de control esta disenado para controlar cada rele, cada dispositivo de medicion de corriente y el dispositivo de medicion de tension de manera que se pueda determinar la polaridad de cada cadena. De esta manera, se puede detectar a tiempo una inversion de polaridad de los modulos solares.
Ademas, el dispositivo de control esta disenado para controlar cada rele, cada dispositivo de medicion de corriente y el dispositivo de medicion de tension de manera que se pueda determinar la resistencia de aislamiento de cada cadena en los modulos solares. La resistencia de aislamiento es un parametro importante para el estado del modulo solar.
Preferentemente, el dispositivo de control esta disenado para controlar cada rele, cada dispositivo de medicion de la corriente y el dispositivo de medicion de la tension para determinar la curva caractenstica U/I completa, que incluye la tension de circuito abierto y la corriente de cortocircuito de cada cadena y almacenarla en la memoria.
El dispositivo de control se puede conectar a al menos una interfaz para la conexion a un sensor de temperatura, de modo que la temperatura en el area de los modulos solares se pueda incluir en la prueba.
Ademas, el dispositivo de control se puede conectar a una interfaz para la conexion a un sensor de irradiacion. El sensor de irradiacion esta dispuesto en al menos un modulo solar y mide la radiacion de luz emitida por el sol. La medicion de la temperatura y la irradiacion permite que los valores actuales se conviertan en valores bajo las condiciones de prueba estandar STC especificadas por el fabricante, lo que puede permitir una comparacion de los valores medidos adquiridos en diferentes condiciones ambientales.
Finalmente, es ventajoso si el dispositivo de control esta conectado a al menos una interfaz para la conexion a un sensor de lluvia. Como ya se menciono anteriormente, es importante la deteccion adicional de la lluvia o la humedad para la medicion de la resistencia de aislamiento de las cadenas.
El dispositivo de control tambien se puede conectar a una interfaz de datos, en particular a una interfaz de red que se puede conectar a una red, en particular a Internet. A traves de esta interfaz de datos o interfaz de red, el informe de prueba y posiblemente los resultados de mediciones adicionales se pueden transmitir a varios dispositivos conectados por cable o de forma inalambrica.
El dispositivo de medicion de tension puede estar formado por el dispositivo de medicion de tension del seguidor MPP. Como resultado, la complejidad del hardware disminuye debido a que para la implementacion del procedimiento de prueba y el equipo del inversor fotovoltaico solo se requiere el rele y los contactos del interruptor correspondientes para conectar y desconectar cada cadena y por lmea de conexion se requiere un dispositivo de medicion de corriente.
La invencion se explicara con mas detalle con referencia a los dibujos adjuntos. En ellos se muestran
Fig. 1 un diagrama de bloques de una instalacion fotovoltaica;
Fig. 2 una curva caractenstica U/I de una cadena en los modulos solares;
Fig. 3 un diagrama de flujo para la ilustracion del procedimiento para controlar las cadenas en los modulos solares de una instalacion fotovoltaica; y
Fig. 4 una curva caractenstica U/I de una cadena en los modulos solares y bajo diferentes condiciones La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques de una instalacion fotovoltaica, en el que al menos un inversor fotovoltaico 1 convierte la tension de corriente continua Udc de al menos un modulo solar 2 en una tension de corriente alterna Uac. Por lo general, varios modulos solares 2 estan conectados en serie a las llamados cadenas 3 o cadenas y se conectan a la entrada de corriente continua del inversor fotovoltaico 1. Como regla general, una pluralidad de cadenas 3 paralelas esta conectada a un inversor fotovoltaico 1. En sistemas fotovoltaicos mas grandes, muchos inversores fotovoltaicos 1 estan dispuestos en paralelo segun el rendimiento del sistema. La tension de corriente alterna Uac generada por el inversor fotovoltaico 1 se conecta a traves de la salida de AC 4 del inversor fotovoltaico 1 a una red de suministro 5 y/o de consumidor 6. Las cadenas 3 de los modulos solares 2 estan conectadas a traves de dos lmeas de conexion 11, 12 a la entrada de corriente continua del inversor fotovoltaico 1. El inversor fotovoltaico 1 incluye como componentes al menos un dispositivo de control 7, un inversor DC/DC 28, un circuito intermedio 8, un inversor DC/AC 9 y el denominado seguidor 26 de MPP (punto de maxima potencia), a traves del cual pueden determinarse el maximo de potencia de los modulos solares 2 de modo que el inversor fotovoltaico 1 siempre pueda funcionar en el llamado MPP (punto de maxima potencia), es decir, el rendimiento maximo de los modulos solares 2. En consecuencia, los componentes tambien se pueden reducir. Por ejemplo, el rastreador MPP 26 tambien podna realizar la funcion del inversor DC/DC 28. Segun la invencion, en cada lmea de conexion 11, 12 de cada cadena 3 en los modulos solares 2 esta dispuesto un contacto de conmutacion 13 de un rele 14, de modo que para llevar a cabo el procedimiento de prueba, una cadena 3 en los modulos solares 2 puede conmutarse despues de la otra y, por lo tanto, el estado de cada cadena 3 en los modulos solares 2 se puede medir individualmente e independientemente de las otras cadenas 3 en los modulos solares 2. Por lo tanto, el procedimiento de prueba se lleva a cabo paso a paso. Por lo general, los contactos de conmutacion 13 en la lmea de conexion positiva 11 y en la lmea de conexion negativa 12 pertenecen a un rele comun 14. Cada rele 14 esta conectado al dispositivo de control 7, de modo que el control correspondiente de los contactos de conmutacion 13 y, por lo tanto, la alimentacion y la desconexion correspondientes de las cadenas 3 en los modulos solares 2 se puede realizar durante el procedimiento de prueba. Ademas, en cada caso, en las respectivas lmeas de conexion 11 o 12 de cada cadena 3 en los modulos solares 2, esta dispuesto un dispositivo de medicion de corriente 15, a traves del cual se puede determinar la corriente proporcionada por todos los modulos solares 2 de una cadena 3 conectados en serie. Un dispositivo de medicion de tension 16 determina la tension disponible de todos los modulos solares 2 de cada cadena 3. El dispositivo de medicion de corriente 15 y el dispositivo de medicion de tension 16 tambien estan conectados al dispositivo de control 7. Por medio del dispositivo de medicion de corriente 15 y el dispositivo de medicion de tension 16 integrado en el inversor fotovoltaico 1, el procedimiento de prueba de las cadenas 3 en los modulos solares 2 se puede realizar de manera automatica y rapida sin la ayuda de dispositivos de medicion externos y una influencia manual de la instalacion fotovoltaica. El dispositivo de medicion de tension 16 tambien puede estar formado por el dispositivo de medicion de tension generalmente integrado en el seguidor MPP 26 (no mostrado). Los valores determinados se almacenan en una memoria 10 donde permanecen almacenados para crear un informe de prueba. Mediante el control de potencia adecuado, se pueden determinar no solo los puntos individuales de la curva caractenstica U/I de las cadenas 3 de los modulos solares 2, sino la curva caractenstica U/I completa de cada cadena 3 de los modulos solares 2, que incluye la tension de circuito abierto Ull y la corriente de cortocircuito Iks y almacenarlos en la memoria 10.
El inversor fotovoltaico ilustrado 1 permite la prueba rapida de cada cadena 3 en los modulos solares 2 en un segundo o menos, lo que puede realizarse para la prueba de puesta en servicio necesaria (es decir, antes de la primera alimentacion) por una parte, pero tambien para el examen del sistema durante las operaciones en curso. El procedimiento de prueba puede activarse manualmente en un dispositivo de entrada/salida (no mostrado) de la instalacion fotovoltaica o por comando desde el exterior, o puede realizarse a intervalos predeterminados At, o puede realizarse en respuesta a ciertos eventos operativos o parametros operativos. Por ejemplo, se puede proporcionar automaticamente que despues de una parada de la instalacion fotovoltaica o bajo ciertas condiciones ambientales, como ciertas temperaturas, radiacion o situaciones de lluvia, se active una medicion. Para determinar los parametros ambientales, se pueden conectar sensores de temperatura 18, sensores de irradiacion 20 o sensores de lluvia 22 al inversor fotovoltaico 1 o su dispositivo de control 7 a traves de las interfaces correspondientes 17, 19 o 21. Segun los parametros ambientales, se puede realizar una conversion a condiciones de prueba estandar (STC) y, si es necesario, se puede guardar. Por lo tanto, es posible, regularmente - y no necesariamente con los parametros ambientales de STC - comprobar las propiedades garantizadas del fabricante de los modulos solares 2. Del mismo modo, es posible extraer conclusiones sobre la potencia maxima posible de los modulos solares 2, lo que significa que las perdidas de rendimiento de la instalacion fotovoltaica se pueden reconocer a tiempo.
Para poder proporcionar los datos almacenados en la memoria 10 tambien para ubicaciones remotas, la memoria 10 o el dispositivo de control 7 esta conectado preferentemente a una interfaz de datos 23, en particular una interfaz de red 24, a traves de la cual se puede conectar el inversor fotovoltaico 1 con una red, en particular Internet 25. Por lo tanto, los valores almacenados en la memoria 10 pueden estar disponibles para cualquier punto, en particular, para cada computadora 27 seleccionada en la red, en particular Internet 25, para la preparacion del informe de prueba, y luego procesarse allt
En particular, la medicion de la polaridad de cada cadena 3 en los modulos solares 2 y la medicion de la resistencia de aislamiento RI de cada cadena 3 en el modulo solar 2 tambien forman parte de la realizacion del procedimiento de prueba.
La Fig. 2 muestra una curva caractenstica U/I convencional de un modulo solar y la curva de potencia asociada. La curva caractenstica U/I comienza en una corriente de cortocircuito espedfica Iks y se hunde a una tension de circuito abierto Ull. En un cierto punto de la curva caractenstica U/I, el modulo solar o la conexion en serie de varios modulos solares entrega la potencia maxima. Este punto de funcionamiento deseado se llama MPP (punto de maxima potencia). Con la ayuda de los llamados rastreadores MPP que generalmente se integran en el inversor fotovoltaico, se determina la curva caractenstica del modulo solar o la conexion en serie de varios modulos solares al menos parcialmente y se establece una regulacion para que el modulo solar funcione en el MPP.
Con la ayuda del presente procedimiento de prueba y los inversores fotovoltaicos equipados de forma correspondiente, es posible detectar al menos parte de la curva caractenstica U/I, preferentemente toda la curva caractenstica U/I, que incluye la corriente de cortocircuito k s y la tension de circuito abierto Ull antes de la puesta en servicio de la instalacion fotovoltaica, pero tambien durante el funcionamiento y asf crear un protocolo de prueba obligatorio o detectar cambios en los modulos solares, por ejemplo, debido a la contaminacion, el clima o el envejecimiento. La potencia producida se puede alimentar a la red de suministro en consecuencia.
La Fig.3 muestra un diagrama de flujo del procedimiento segun la invencion para probar las cadenas en los modulos solares de una instalacion fotovoltaica. Despues del inicio del procedimiento (bloque 100), se verifica la polaridad de cada cadena en los modulos solares (bloque 101). Luego se mide la resistencia de aislamiento RI de cada cadena en los modulos solares (bloque 102). Posteriormente, se inicia la operacion de alimentacion de la instalacion fotovoltaica y se determina la curva caractenstica U/I de cada cadena en los modulos solares al menos parcialmente, preferentemente completamente (que incluye la corriente de cortocircuito Iks y la tension de circuito abierto Ull) (bloque 103). Despues de la medicion de polaridad (bloque 101), generalmente se realiza una consulta (bloque 104) para determinar si la polaridad es correcta y la medicion continua solo en el caso de una polaridad correcta de las cadenas en los modulos solares. Si se detecta una polaridad inversa, se emite una advertencia correspondiente (bloque 105) y el sistema vuelve al comienzo de la medicion o se interrumpe la medicion hasta que se establece la polaridad correcta. Despues de adquirir la curva caractenstica U/I de todas las cadenas en los modulos solares, los valores correspondientes se guardan en la memoria (bloque 106) y se proporcionan para generar un informe de prueba. Opcionalmente, los valores almacenados en la memoria se pueden comparar con valores lfmite o valores previos (consulta 107) y, en el caso de desviaciones inadmisibles, se puede emitir una advertencia (bloque 108). Segun la consulta 109, la medicion o el procedimiento de prueba se reinician bajo ciertas condiciones, como despues de la ocurrencia de ciertos eventos operativos o despues de la expiracion de los penodos de tiempo At predefinidos. De acuerdo con el paso 110, el proceso de medicion se termina.
Finalmente, la Fig. 4 muestra una curva caractenstica U/I de un modulo solar en diversas condiciones. La curva caractenstica A es caractenstica para un modulo solar nuevo, mientras que la curva B muestra las propiedades de un modulo solar envejecido. Con la medicion y revision repetidas de todas las cadenas de modulos solares, se puede determinar de manera eficaz el envejecimiento del modulo solar y se puede iniciar el reemplazo oportuno del modulo solar cuando caen por debajo de ciertos umbrales, de modo que se pueda obtener nuevamente el rendimiento optimo de la energfa solar. Especialmente en tales mediciones y comparaciones, la medicion o la conversion a las condiciones de prueba estandar a una temperatura y radiacion definidas son de particular importancia.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para probar las cadenas (3) de una instalacion fotovoltaica, que generan una tension de corriente continua (Udc), con al menos un inversor fotovoltaico (1) para convertir la tension de corriente continua (Udc) de las cadenas (3) en una tension de corriente alterna (Uac) para la alimentacion en una red de suministro (5) y/o un consumidor (6), cada una con dos lmeas de conexion (11,12) por cadena (3), que comprende un dispositivo de control (7), un inversor de DC/DC (28), un circuito intermedio (8), un inversor de DC/AC (9) y un rastreador MPP (26), en donde cada cadena (3) se conecta individualmente por medio del dispositivo de control (7) con ayuda de contactos de conmutacion (13) del rele integrado (14) en cada lmea de conexion (11, 12) a fin de determinar al menos valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena (3) mediante dispositivos de medicion de corriente (15) dispuestos en cada lmea de conexion (11) para cada cadena (3) e integrados en el inversor fotovoltaico (1) y mediante un dispositivo de medicion de tension (16), en donde cada cadena (3) presenta una resistencia de aislamiento (Ri), caracterizado porque la polaridad de cada cadena (3) en los modulos solares (2) y la resistencia de aislamiento (Ri) de cada cadena (3) se determinan y se almacenan en una memoria (10) conectada al dispositivo de control (7), despues se inicia la operacion de alimentacion de la instalacion fotovoltaica y al menos los valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena (3) de los modulos solares (2) se determinan automaticamente y bajo comando, a intervalos de tiempo predeterminados (At) o dependiendo de ciertos eventos operativos o parametros operativos y porque ademas en la region de la cadena (3) se miden y se suministran al dispositivo de control (7) parametros ambientales, cuyos valores se almacenan en la memoria (10) a fin de generar un informe de prueba y los valores determinados se convierten, si es necesario, a las condiciones de prueba estandar (STC) bajo condiciones ambientales definidas y se comparan con los valores almacenados en la memoria (10) y, en el caso de desviaciones inadmisibles de los valores determinados y de los valores convertidos, dado el caso, a las condiciones de prueba estandar (STC), con respecto a los valores almacenados en la memoria (10), se emite una advertencia
2. Procedimiento de prueba de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la curva caractenstica U/I completa, incluidas la tension de circuito abierto (Ull) y la corriente de cortocircuito (Iks) de cada cadena (3), se determina y almacena en la memoria (10).
3. Procedimiento de prueba de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque como parametros ambientales se miden la temperatura, la radiacion de luz y/o la cantidad de lluvia en el area de la cadena (3), por medio de al menos un sensor de temperatura (18), un sensor de irradiacion (20) y/o un sensor de lluvia (22).
4. Procedimiento de prueba de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los valores almacenados en la memoria (10) se transmiten a una interfaz de datos (23), en particular a la interfaz de red (24), en particular a una interfaz para Internet (25).
5. Procedimiento de prueba de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado porque los valores se transmiten automaticamente a una direccion predeterminada en la red, en particular en Internet (25).
6. Inversor fotovoltaico (1) para convertir la tension de corriente continua (Udc) de las cadenas (3) en una tension de corriente alterna (Uac) para alimentar una red de suministro (5) y/o un consumidor (6), con dos lmeas de conexion (11, 12) en cada caso, un dispositivo de control (7), un inversor DC/DC (28), un circuito intermedio (8), un inversor DC/AC (9) y un rastreador MPP (26), en donde en cada lmea de conexion (11,12) para cada cadena (3) esta dispuesto un contacto de conmutacion (13) de un rele integrado (14) y en cada caso en una lmea de conexion (11) para cada cadena (3) esta dispuesto un dispositivo de medicion de corriente (15) y ademas hay previsto un dispositivo de medicion de tension (16) para medir la tension (U) de cada cadena (3), presentando cada cadena (3) una resistencia de aislamiento (Ri), caracterizado porque cada rele (14), cada dispositivo de medicion de corriente (15) y el dispositivo de medicion de tension (16) esta conectado al dispositivo de control (7), y el dispositivo de control (7) esta configurado para controlar cada rele (14), cada dispositivo de medicion de corriente (15) y el dispositivo de medicion de tension (16) de modo tal que se puedan determinar la polaridad de cada cadena (3) asf como la resistencia de aislamiento (Ri) de cada cadena (3) y despues del comienzo de la alimentacion, detectar y almacenar al menos los valores individuales de la curva caractenstica U/I de cada cadena (3) de forma automatica y bajo comando a intervalos de tiempo predeterminados (At) o dependiendo de ciertos eventos operativos o parametros operativos, y porque el dispositivo de control (7) esta conectado a al menos una interfaz (17) para la conexion a sensores para medir los parametros ambientales en la region de la cadena (3), y porque se proporciona una memoria (10) conectada al dispositivo de control (7) para almacenar los valores detectados a fin de generar un informe de prueba, y porque el dispositivo de control (7) esta adicionalmente configurado para convertir, dado el caso, los valores determinados a condiciones de prueba estandar (STC) bajo condiciones ambientales definidas y compararlos con los valores almacenados en la memoria (10) y emitir una advertencia en el caso de desviaciones inadmisibles de los valores detectados y los valores dado el caso convertidos a condiciones de prueba estandar (STC), con respecto a los valores almacenados en la memoria (10).
7. Inversor fotovoltaico (1) de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado porque el dispositivo de control ( 7 ) esta configurado para controlar cada rele (14), cada dispositivo de medicion de corriente (15) y el dispositivo de medicion de tension (16) de tal modo que se determine la curva completa U/I caractenstica, que incluye la tension de circuito abierto (Ull) y la corriente de cortocircuito (Iks) de cada cadena (3), y se almacene en la memoria (10).
8. Inversor fotovoltaico (1) de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque el dispositivo de control (7) esta conectado a al menos una interfaz (17) para la conexion a un sensor de temperatura (18), a una interfaz (19) para la conexion a un sensor de irradiacion (20) y/o al menos a una interfaz (21) para la conexion a un sensor de lluvia (22).
9. Inversor fotovoltaico (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el dispositivo de control (7) esta conectado a una interfaz de datos (23), en particular a una interfaz de red (24), que puede conectarse a una red, en particular a Internet (25).
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