Caracterización de instalaciones fotovoltaicas mediante técnicas de termografía infrarroja

Resumo

Esta Tesis Doctoral aborda el tema de la caracterización térmica y eléctrica de instalaciones fotovoltaicas (FV) mediante la aplicación de Termografía Infrarroja (IR). La termografía IR es una técnica no destructiva (NDT) que se utiliza para realizar mantenimiento de forma simple y rápida en instalaciones fotovoltaicas (FV). La imagen IR con cámaras termográficas en condiciones de estado estacionario es un método habitual para el control de calidad de módulos FV y plantas FV en operación. Para una correcta inspección es necesario considerar diferentes aspectos de configuración y posicionamiento del equipo termográfico que permitan reducir errores de medición. Esta Tesis Doctoral considera elementos que contribuyen a la correcta configuración del equipo termográfico. Se analiza la influencia de la temperatura aparente reflejada en inspecciones IR en el exterior y se propone un método simple para obtenerla. Se analiza la importancia de la emisividad en termografía IR. Se determina experimentalmente el valor de la emisividad en módulos FV de diversos tipos tanto de forma frontal como trasera. También se estudia el posicionamiento adecuado del equipo termográfico para minimizar los reflejos procedentes del sol y del cielo. Para ello se estudia la altura ideal de inspección y la altura mínima según la disposición de la instalación FV. Se estudia la influencia de la distancia de inspección para obtener una resolución geométrica adecuada. También se analiza en un caso concreto la influencia del ángulo horizontal de inspección termográfica y la radiación reflejada. La principal aportación que se desarrolla en esta Tesis Doctoral es una propuesta de procedimiento de inspección por Termografía IR de instalaciones FV en el exterior. Este procedimiento tiene por objeto la medida de temperatura con la máxima exactitud posible, para ello considera todas las posibles fuentes de error con objeto de compensarlas y minimizarlas. Esta propuesta de procedimiento pretende ser de aplicación general, de forma sistematizada, para cualquier tipo de instalación en el exterior. La propuesta de procedimiento desarrollada complementa a la reciente especificación técnica IEC TS 62446-3 (2017) considerando aspectos relevantes para la medida de temperatura en sistemas FV en el exterior. Una aportación relevante original de la presente Tesis Doctoral es la extrapolación de resultados debido a la velocidad del viento. Para ello, se ha considerado el método de TamizhMani según modelo de 3 parámetros para representar el comportamiento térmico de los sistemas FV de cualquier tecnología. Este método permite obtener un factor de corrección para aplicar a la temperatura medida por termografía IR considerando 3 parámetros: la temperatura atmosférica, la velocidad del viento y la irradiancia.