ES2584185T3 - Punto de medición de corriente continua para encontrar módulos fotovoltaicos defectuosos en una instalación fotovoltaica - Google Patents

Abstract

Procedimiento de medición para determinar unidades fotovoltaicas defectuosas (S,F,A) de una instalación fotovoltaica con al menos tres unidades fotovoltaicas (S,F,A), en el que las corrientes (I) de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) se miden en parte simultáneamente, y los valores de corriente medidos se alimentan a una unidad de registro de datos de medición (3), que proporciona los valores de medición para una determinación de la capacidad de potencia de las unidades fotovoltaicas a una unidad de evaluación (23), caracterizado por que la medición de las corrientes se realiza por medio de dos pinzas amperimétricas (5,7), que se colocan en una primera etapa por parejas en el sitio alrededor de las líneas de conexión de dos de las unidades fotovoltaicas (S,F,A), para medir simultáneamente sus corrientes, por que en una segunda etapa al menos una de las dos pinzas amperimétricas se cambia de sitio, para medir simultáneamente las corrientes de otra pareja de unidades fotovoltaicas, y por que i) la segunda etapa se repite hasta que se hayan colocado alrededor de cada línea de conexión de las unidades fotovoltaicas que están examinándose al menos una vez una de las dos pinzas amperimétricas y se haya medido la corriente, ii) los dos valores de corriente medidos con respecto a cada pareja se ponen en relación (V) el uno con el otro; iii) las relaciones (V) se depositan en un elemento de memoria electrónico (33), y iv) las relaciones (V) se comparan con relaciones determinadas en un momento posterior en el tiempo.

Description

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DESCRIPCION

Punto de medicion de corriente continua para encontrar modulos fotovoltaicos defectuosos en una instalacion fotovoltaica

La invencion se refiere a un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 para encontrar un modulo fotovoltaico defectuoso dentro de una instalacion fotovoltaica mayor y a un dispositivo asociado de acuerdo con la reivindicacion 12.

Las grandes instalaciones fotovoltaicas pueden comprender miles de modulos fotovoltaicos, que tienen que medirse individualmente, para identificar y localizar un modulo danado. Este esfuerzo es necesario ya que la presencia de un unico o tambien de varios modulos defectuosos sigue pasando desapercibida a la potencia total. Un modulo defectuoso, en el que una celula fotovoltaica es no conductora o en el que la union soldada entre dos celulas se ha interrumpido, lleva a un fallo de toda la hilera de, por ejemplo, diez modulos fotovoltaicos conectados en serie, ya que una unica interrupcion tambien interrumpe la conexion en serie. En el caso de una potencia de 2 MW, la aportacion de una hilera de, por ejemplo, 2 KW corresponde a una milesima parte de la potencia. Incluso varias hileras defectuosas a lo largo del tiempo pasan desapercibidas al principio, ya que la desviacion en la potencia generada tambien puede estar condicionada por las condiciones meteorologicas. Los sistemas instalados de manera permanente para la medicion de la potencia estan asociados con un esfuerzo en costes injustificable.

Ademas del problema anterior de la capacidad de potencia disminuida no descubierta de la instalacion fotovoltaica es importante en particular en el periodo de garantfa que se identifiquen posibilidades de reclamacion justificadas, para reclamar la responsabilidad al fabricante del modulo fotovoltaico defectuoso.

Con el estado de la tecnica actual se conocen diversas posibilidades para comprobar la capacidad de potencia de modulos fotovoltaicos. En todos los procedimientos que proporcionan un resultado relevante, la instalacion fotovoltaica tiene que desacoplarse del inversor y conectares a un aparato de medicion.

Como aparato de medicion se consideran en este caso multfmetros que determinan la corriente de cortocircuito y la tension en circuito abierto de un modulo fotovoltaico, de una hilera o de una unidad fotovoltaica. El objetivo de esta medicion es identificar la funcion basica del modulo fotovoltaico, de la hilera o de la unidad fotovoltaica.

Si ha de determinarse la capacidad de potencia de un modulo fotovoltaico, de una hilera o de una unidad fotovoltaica, esto sucede preferentemente mediante la conexion de un aparato de medicion de curva caractenstica U-I, que puede medir la correspondiente curva caractenstica U-I. La curva caractenstica asf medida se complementa en el valor de medicion de un sensor de irradiacion o de una celula solar de referencia asf como del valor de medicion de una sonda termica, que mide la temperatura del modulo fotovoltaico. El valor de potencia STC (valor de potencia normalizado para modulos fotovoltaicos) se calcula conjuntamente a partir de los valores anteriormente mencionados - irradiacion, temperatura, tension y corriente. Sin embargo, tiene una elevada imprecision debido a las muchas tolerancias en los sensores, a los que se recurre para el calculo.

Los documentos EP 0 677 749 A2, JP 2005 340 464 A y US 2009/0222224 A1 desvelan respectivamente procedimientos y dispositivos para determinar unidades fotovoltaicas defectuosas.

Asimismo se conoce por el estado de la tecnica la medicion con unas pinzas amperimetricas, ya que con las mismas puede determinarse durante el funcionamiento la intensidad de corriente de un modulo fotovoltaico, de una hilera o de una unidad fotovoltaica. Sin embargo, dado que se desconocen la tension, la irradiacion y la temperatura, este tipo de medicion solo sirve para la mera comprobacion de la funcionalidad asf como la comprobacion de fusibles. Todos los procedimientos y dispositivos pertenecientes al estado de la tecnica no tienen, por lo que respecta a la precision, al tiempo requerido y a la aplicabilidad durante el funcionamiento, un valor informativo suficientemente preciso.

Por tanto, la presente invencion se basa en el objetivo de identificar una hilera defectuosa, en la que tiene que haber un modulo fotovoltaico defectuoso, con poco esfuerzo tecnico y tiempo requerido.

Este objetivo se soluciona, con respecto al procedimiento, mediante una medicion simultanea de las corrientes de dos unidades fotovoltaicas por medio de dos pinzas amperimetricas y una unidad de registro de datos de medicion, que proporciona los valores de medicion para una determinacion de la capacidad de potencia de las unidades fotovoltaicas en cuestion a una unidad de evaluacion. A este respecto pueden encontrarse las siguientes diferencias: a) en el caso de unidades fotovoltaicas construidas iguales, que funcionan a la misma tension operativa, la unidad fotovoltaica con corriente mas baja se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja, b) en el caso de unidades fotovoltaicas construidas iguales, que funcionan a una tension operativa diferente, la unidad fotovoltaica con un producto mas bajo de corriente medida y tension operativa determinada en la unidad fotovoltaica asociada al respectivo valor de corriente se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja, c) en el caso de unidades fotovoltaicas no construidas iguales, que funcionan a la misma tension operativa, la unidad fotovoltaica con corriente mas baja se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja, y d) en el caso de unidades

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fotovoltaicas no construidas iguales, que funcionan a una tension operativa diferente, la unidad fotovoltaica con un producto mas bajo de corriente medida y tension operativa determinada en la unidad fotovoltaica asociada al respectivo valor de corriente se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja.

En la terminologfa usada en el presente documento, por unidad fotovoltaica se considera a este respecto tanto un unico modulo, como una unica hilera, como un panel fotovoltaico formado por varias hileras paralelas. En el caso de las grandes instalaciones actualmente en cuestion, de 100 MW o mas, pueden entenderse tambien instalaciones fotovoltaicas completas como unidad fotovoltaica en el presente sentido, si varias de estas instalaciones fotovoltaicas forman un sistema global espacialmente conexo.

En un modo de proceder practico se comparan en primer lugar las corrientes de dos paneles fotovoltaicos entre su A este respecto no es relevante a cual de las dos lmeas de conexion presentes se recurre para la operacion de medicion. Es importante que la medicion se realice simultaneamente, para que en el momento de medicion haya las mismas condiciones marginales. Estas son esencialmente la temperatura de las celdas fotovoltaicas y la tension existente entre las lmeas de conexion. Si todo esta en orden, dos paneles fotovoltaicos construidos iguales, que funcionan a la misma tension, tambien tendnan que genera la misma corriente continua, a no ser que una de las hileras de uno de los paneles sea defectuosa. Si una de las corriente medidas es inusualmente mas baja, por ejemplo una disminucion de mas del 5% con respecto a la otra corriente medida simultaneamente, entonces se mide como siguiente etapa en mas profundidad, midiendo las corrientes de dos hileras del panel fotovoltaico presuntamente defectuoso de manera analoga como antes y comparandolas entre sf. Si la desviacion de ambas corrientes se situa dentro del intervalo de tolerancia de por ejemplo el mencionado 5%, entonces ambas hileras estan en orden y la medicion se repite en otras dos hileras del mismo panel. Asf se comparan entre sf hilera por hilera, hasta que se identifique la hilera que esta interrumpida, o que conduce una corriente disminuida no tolerable. El modulo defectuoso en la hilera puede determinarse entonces con poco esfuerzo adicional.

En el caso de unidades fotovoltaicas no construidas iguales se efectua en primer lugar una medicion simultanea (en parte tambien llamada determinacion) de las corrientes por cada lmea de conexion de las dos unidades fotovoltaicas. Despues se establece en un componente correspondiente la relacion de las dos corrientes una con otra. Finamente se determina, mediante comparacion de la relacion con una relacion de comparacion, que se establecio a partir de valores de medicion de las corrientes continuas por cada lmea de conexion de las dos unidades fotovoltaicas en un momento anterior en el tiempo al momento de la medicion o determinacion actual, si se ha producido un cambio en la capacidad de potencia en una de las unidades fotovoltaicas.

En el caso de una instalacion con unidades fotovoltaicas no construidas iguales existe la dificultad de que los paneles fotovoltaicos presentan por ejemplo diez o solo ocho hileras o tambien las hileras tienen diferentes numeros de modulos fotovoltaicos. En teona tambien podna aplicarse el primer procedimiento si se crea una tabla con factores de correccion, que tenga en cuenta la disparidad, y, en el caso de las mediciones de corriente simultaneas en comparacion, se ponderan de manera correspondiente las mediciones de corriente individuales.

Es mas sencilla la forma de realizacion ventajosa mencionada anteriormente, en la que desconociendo las diferencias se miden las corrientes de dos paneles fotovoltaicos simultaneamente y se ponen en relacion una con otra. Esto puede suceder de manera mas conveniente en proximidad temporal al montaje de la instalacion fotovoltaica, cuando puede partirse del hecho de que los modulos fotovoltaicos suministrados y probados estan en orden en el momento de la puesta en marcha de la instalacion fotovoltaica. Entonces hay una relacion del rendimiento de las dos unidades fotovoltaicas, en la que otros parametros tales como la irradiacion solar actual, la temperatura reinante, etc. se dejan de lado, porque se consideran iguales para ambas unidades fotovoltaicas. En un momento posterior en el tiempo, por ejemplo algunos meses antes de que venza el plazo de garantfa o en caso de una potencia deficiente de la instalacion se repite la medicion de corriente en las unidades fotovoltaicas. Si la relacion sigue siendo igual, puede deducirse con cierta probabilidad el estado correcto de las unidades fotovoltaicas, ya que es bastante improbable una deficiencia equivalente en ambas unidades fotovoltaicas. Si en cambio la relacion difiere, entonces en funcion del sentido del cambio una u otra unidad fotovoltaica comparada tiene que ser deficiente.

En este contexto resulta logico que, en el caso de una instalacion fotovoltaica que consiste en al menos tres unidades fotovoltaicas, se ejecuten las siguientes etapas: i) en todas las unidades fotovoltaicas presentes se efectua simultaneamente en cada caso dos unidades fotovoltaicas que forman una pareja una medicion de corriente, hasta que se haya medido la corriente de cada unidad fotovoltaica al menos una vez; ii) los dos valores de corriente medidos con respecto a cada pareja se ponen en relacion uno con otro; y iii) las relaciones se depositan en un elemento de memoria electronico. En este modo de proceder es especialmente ventajoso a su vez que la formacion de la pareja en el momento de la medicion de corriente segun la etapa i) se efectue en unidades fotovoltaicas adyacentes, eligiendose las parejas de unidades fotovoltaicas adyacentes de modo que se forma como eslabones al menos parcialmente una cadena continua de parejas. La ventaja (tambien sin formacion de parejas) resulta evidente con ayuda de un ejemplo:

En una instalacion fotovoltaica con n=100 paneles, cada uno con 10 hileras, cada una con ocho modulos fotovoltaicos, se empieza con la medicion comparativa en los paneles 1 y 2, que pueden considerarse entonces

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como unidad fotovoltaica en el sentido de las reivindicaciones, obteniendose una relacion de 1:1 = 1, es decir valores de corriente identicos. En la siguiente medicion se comparan los paneles 2 y 3 uno con otro, obteniendose una relacion de 1,1:1 = 1,1. En la medicion posterior con los paneles fotovoltaicos 3 y 4 hay una relacion de 0,98:1 = 0,98, etc. Se realizan 99 de estas mediciones progresivas, hasta la ultima medicion entre las unidades fotovoltaicas o paneles n-1 y n. De este modo puede calcularse una interrelacion entre todos los paneles, que es por ejemplo en el caso del primer panel con respecto al ultimo panel la multiplicacion de las 99 relaciones o factores. Entre el primer panel y el cuarto panel, la interrelacion es de 1 por 1,1 por 0,98 = 1,078. Si ahora en un momento posterior en el tiempo se mide en una de las unidades fotovoltaicas la corriente absoluta presente, entonces en una unidad de calculo puede determinarse a partir del valor de corriente absoluta y los valores de medicion almacenados puestos en relacion, la corriente total o la potencia total de la instalacion fotovoltaica que reinana si no hubiera ninguna avena, degradacion o defecto. Si el valor total determinado teoricamente de la instalacion fotovoltaica es claramente superior al valor alimentado presente en ese momento en el momento de la medicion individual en una de las unidades fotovoltaicas, entonces puede concluirse que hay un fallo. En caso de una alimentacion a traves de varios inversores, las unidades fotovoltaicas debenan ponerse durante la medicion simultanea al mismo valor de tension, que ha de ajustarse despues tambien en la posterior medicion de corriente para la determinacion de la potencia total de la instalacion fotovoltaica.

La mencionada formacion de eslabones de las parejas es ventajosa. Cuando se habla de un “par de corrientes”, ha de entenderse por ello siempre el par de valores de las dos corrientes medidas simultaneamente. La ventaja radica en la asociacion simplificada de los puntos de medicion con respecto a los valores de corriente medidos. En principio puede combinarse en la instalacion cualquier panel con cualquier otro panel para formar una pareja. Sin embargo, entonces para la medicion posterior tiene que existir la misma asociacion, ya que las relaciones establecidas entre sf solo son validas para esta pareja. Esta asociacion identica es mas diffcil de realizar en el caso de parejas elegidas discrecionalmente que en el caso de parejas de unidades fotovoltaicas adyacentes. La asociacion es importante para el montador, que tiene que ir con el dispositivo de medicion hasta los paneles que van a medirse. Si estos se situan unos alejados de otros, tiene que trabajar con alargadores, que pueden ser de centenares de metros de longitud y que por tanto tambien pueden falsear el resultado. Una medicion en paneles fotovoltaicos adyacentes puede realizarse en cambio con una lmea de alimentacion a los medios de medicion, por lo general pinzas amperimetricas, de unos pocos metros. El establecimiento de las relaciones entre parejas adyacentes tiene ademas la ventaja de que la temperatura de celdas fotovoltaicas en unidades fotovoltaicas adyacentes es al menos similar. Una nube no se mantendra, provocando un tiempo de enfriamiento prolongado, de manera mtida sobre una lmea de separacion geometrica de las unidades fotovoltaicas sobre el suelo, sino que dara sombra de manera mas bien uniforme a los paneles adyacentes.

En este contexto tambien resulta practico un control cruzado, en el que, tras un numero predefinido, por ejemplo tras diez, pares de valores de corriente medidos en un orden determinado, se efectua una medicion cruzada, en la que se determina simultaneamente el valor de corriente de la primera unidad fotovoltaica previamente medida y el de la ultima unidad fotovoltaica medida, se ponen en relacion entre sf y se comparan con el producto de las diez relaciones individuales. Si por ejemplo mediante diez mediciones individuales en las diez parejas de unidades fotovoltaicas se calcula una serie de diez relaciones, que da en conjunto 1:1,1 (conforme al producto de las diez relaciones individuales), entonces, con una calibracion correcta de las pinzas amperimetricas, tambien tendna que ascender la relacion cruzada de la corriente de la primera unidad fotovoltaica con respecto a la corriente de la ultima unidad fotovoltaica medida a 1:1,1. Si este no es el caso, al dar por ejemplo una relacion de 1:1,15, entonces puede deducirse una calibracion no optima y las diez relaciones individuales calculadas pueden corregirse, distribuyendo la diferencia, por ejemplo 0,05, uniformemente entre las diez relaciones. Esto se corresponde con un aumento de 0,005 en cada una de las relaciones calculadas con respecto a las diez parejas de unidades fotovoltaicas.

Una simplificacion para el personal que realiza las mediciones es tambien cuando en cada medicion segun la etapa i) se registra una identificacion de los puntos de medicion, en particular del sitio de medicion, y se almacena junto con el valor medido en el sitio del par de corrientes o de la relacion calculada a partir del mismo. El sitio de medicion puede tomarse simultaneamente a este respecto por medio de GPS, un chip de RFID o por medio de un lector de codigo de barras en el momento del registro de la corriente. El chip o la etiqueta de RFID esta colocado de manera permanente en un punto del armazon para la instalacion fotovoltaica. Si las unidades fotovoltaicas estan contiguas a la hora de formar la pareja, el montador solo tiene que ir de un punto de medicion a otro, disponer las pinzas amperimetricas alrededor de cada lmea de alimentacion, iniciar la operacion de medicion y, tras la medicion, pasar al siguiente punto de medicion. Esta operacion puede protocolarizarse en la primera toma de informacion, es decir el establecimiento de las relaciones, en tal medida que el montador en la medicion repetida o comprobacion tan solo se dirige al principio de la cadena y empieza allf. Tras una medicion satisfactoria y, dado el caso un establecimiento satisfactorio de la relacion, esto se le indica al montador mediante un LED en el aparato de medicion y este pasa al siguiente punto de medicion. La medicion se valida solo cuando otro LED de otro color se lo indica. La indicacion se produce cuando se transmite la senal de GPS correcta con “objetivo alcanzado”, cuando la reaccion del transpondedor con la etiqueta de RFID es positiva, cuando se ha introducido el codigo de barras correcto, previamente almacenado, o similares. Solo entonces sabe el montador que esta en el siguiente punto de medicion previsto y que los valores determinados tambien son los esperados.

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En el caso de trabajadores menos cualificados, tambien es concebible prescindir de cualquier orden en la toma de valores de medicion y confiar solamente en la correlacion correctamente establecida de sitio de medicion y valor de medicion. La unidad de calculo puede constatar entonces la presencia de todos los valores de medicion requeridos, es decir al menos de uno con respecto a cada par, y dado el caso establecer un orden predefinido. El modo de proceder para cambiar de unas unidades fotovoltaicas adyacentes a otras puede efectuarse, en particular, con un establecimiento de la posicion erroneo.

El establecimiento de las relaciones entre los dos valores de corriente continua medidos simultaneamente entre sf puede realizarse directamente en el sitio, o tambien los valores de medicion de cada pareja se envfan junto con la identificacion de manera inalambrica a una estacion de procesamiento de datos, en la que se almacenan y procesan posteriormente.

Para alcanzar una elevada fiabilidad de las relaciones almacenadas resulta practico efectuar la medicion de corriente inmediatamente (por ejemplo tras algunos milisegundos) unas tras otras varias veces, por ejemplo de cinco a diez veces, y calcular la media aritmetica de las mediciones de corriente efectuadas inmediatamente unas tras otras. La relacion se establece entonces a partir de las medias aritmeticas de los valores de corriente y se basa por tanto en una base mas solida. Junto con los valores de medicion de la corriente continua o las relaciones puede almacenarse tambien el valor de tension, por ejemplo medido en el inversor, entre las dos lmeas de conexion de la unidad fotovoltaica.

Puesto que cada medicion tambien contribuye a traves de la posterior multiplicacion de las relaciones a la precision de la medicion, esta previsto, para garantizar una desviacion de medicion tolerable, efectuar tras cada de tres a veinte mediciones, preferentemente tras cada de cinco a diez mediciones, una calibracion del dispositivo de medicion.

El procedimiento expuesto no esta previsto para un uso diario, sino mas bien para la comprobacion de la capacidad de potencia de la instalacion fotovoltaica a intervalos regulares de por ejemplo algunos meses. En este sentido es justificable que todas las unidades fotovoltaicas que estan conectadas al mismo inversor se mantengan, durante todas las mediciones de corriente continua, a una tension constante, fijando el regulador MPP (maximal power point) del inversor al valor de tension constante.

Para valorar en que medida una unidad fotovoltaica individual se desvfa dado el caso de su potencia esperable, esta previsto determinar de manera conveniente una unica de las unidades fotovoltaicas, por medio de medicion de corriente, medicion de tension, intensidad de irradiacion y medicion de temperatura directa o indirecta en el semiconductor, como unidad fotovoltaica de referencia segun las condiciones de prueba normalizadas (STC) establecidas para modulos fotovoltaicos para la determinacion de la potencia homologada, para calcular entonces la potencia homologada (segun las STC) de una unidad fotovoltaica enlazada por medio de los pares de valores de corriente.

En particular en el caso de unidades fotovoltaicas construidas iguales, tal estimacion con respecto al rendimiento individual de una unidad fotovoltaica puede realizarse tambien mediante comparacion con una unidad fotovoltaica de referencia, previamente definida como tal. Ventajosamente se trata de la unidad fotovoltaica que, en la primera determinacion de potencia, en un dfa ideal por lo que respecta a las condiciones meteorologicas, por ejemplo con motivo de la puesta en marcha de la instalacion fotovoltaica, genero la potencia mas alta. Se recurre entonces a esta potencia como mejor referencia posible para el tipo de unidad fotovoltaica instalado. Si la potencia de otra unidad fotovoltaica cualquiera se desvfa desde un valor lfmite de por ejemplo 95%, y hacia abajo, de la potencia de la unidad de referencia se deduce un montaje defectuoso o un componente defectuoso.

Por lo que respecta al dispositivo, el objetivo formulado al principio se soluciona mediante un aparato de medicion de corriente de acuerdo con la reivindicacion 12 o el de las reivindicaciones dependientes. Las pinzas amperimetricas se colocan alrededor de en cada caso una de las dos lmeas de conexion o alimentacion pertenecientes a una unidad fotovoltaica. Puesto que tales pinzas amperimetricas funcionan, para la medicion de corriente continua, con campos magneticos, se requiere una calibracion regular, lo que se realiza mediante una fuente de corriente continua integrada, que alimenta un shunt de medicion. Las pinzas amperimetricas se colocan alrededor de un conductor electrico, preferentemente un estribo, por el que fluye una corriente de calibracion generada por la fuente de tension continua. El conductor esta configurado para la recepcion simultanea de ambas pinzas amperimetricas, de modo que tambien la operacion de calibracion transcurre de manera identica para ambas pinzas amperimetricas.

Para la comprobacion mas continua del rendimiento de la instalacion fotovoltaica esta prevista alternativamente una unidad de medicion de intensidad de corriente estacionaria, que mide la corriente absoluta de una unica de las unidades fotovoltaicas y reenvfa el resultado para su procesamiento a una unidad de calculo, que calcula, a partir de las relaciones y el valor de corriente determinado de manera estacionaria, asf como la tension presente en el o los inversores, la potencia total teorica de la instalacion. Esta se compara entonces con el valor de potencia actual indicado en el momento de medicion y permite extraer conclusiones sobre una degradacion continua o un fallo.

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Otra forma de realizacion para solucionar un aspecto secundario del objetivo planteado, por lo que respecta al dispositivo, preve que este prevista una unidad de medicion de intensidad de corriente y tension estacionaria, que mide la corriente de una unica de las unidades fotovoltaicas, y reenvfa el resultado para su procesamiento a una unidad de calculo, que calcula, a partir de las relaciones de los pares de valores de corriente y el valor de corriente determinado de manera estacionaria, asf como los valores de tension determinados con respecto a los valores de pares de corriente y el valor de tension determinado de manera estacionaria, la potencia total teorica de la instalacion.

Otras ventajas y configuraciones de la invencion se desprenden de la descripcion de un ejemplo de realizacion con ayuda de las figuras. Muestran:

la figura 1 con la vista de detalle de la figura 1a la estructura basica de un gran sistema fotovoltaico,

la figura 2 una unidad de medicion y evaluacion para su uso en una instalacion segun la figura 1, y

la figura 3 una carcasa que aloja la unidad de medicion y evaluacion con estribo y conductor de calibracion.

En la figura 1 se designa con Ai o con A2 una primera y una segunda instalacion fotovoltaica, que estan realizadas iguales desde el punto de vista constructivo. Es decir, que cada instalacion fotovoltaica 1,1' tiene ocho paneles F1 a F8 o Fr a F8', en cuya denominacion se antepone ademas el prefijo A1, para la instalacion 1 o A2 para la instalacion 2. Ahora se entra a comentar en detalle la primera instalacion A1.

Tal como se explico anteriormente, la primera instalacion A1 tiene ocho paneles A1F1, A1F2, ... a A1F8 que estan construidos a su vez todos iguales. Tal como resulta evidente en el ejemplo del panel A1F5 (instalacion 1, quinto panel) en la figura de detalle 1a, cada panel de la instalacion AF tiene diez hileras S electricamente conectadas en paralelo, que estan numeradas consecutivamente con S1 a S10. Cada hilera S1 a S10 presenta a su vez una conexion en serie de 10 modulos fotovoltaicos M, que estan numerados a su vez con M1 a M10. Un unico del centenar de modulos fotovoltaicos S1M1 a S10M10 esta mostrado totalmente negro, concretamente el modulo fotovoltaico S3M3 por lo que puede suponerse que es defectuoso. Cada modulo M consta de aproximadamente 60 celdas fotovoltaicas, que estan conectadas en serie. La celula fotovoltaica es la unidad mas pequena en la que se convierten los rayos del sol en corriente. Las 60 celulas estan conectadas entre si en serie, de modo que a una tension de trabajo de 1 voltio por celula se acumula una tension de 60 voltios en el modulo. En el caso de diez modulos conectados en serie, la tension asciende entonces en toda la hilera, tambien denominada tension de hilera, a 600 voltios. Si una unica de las 10 por 60 = 600 celulas de una hilera S no es conductora, o se interrumpe una de las conexiones entre las celulas, como consecuencia falla la conexion en serie de toda la hilera S para el suministro de corriente. Se supone a modo de ejemplo un caso asf con el modulo S3M3 y se explica a continuacion como pueden identificarse la hilera S y mas tarde tambien el modulo M.

La problematica que subyace es por consiguiente importante, ya que, dependiendo del tamano del sistema fotovoltaico, tal como se comento en la parte introductoria, sigue pasando desapercibido cuando falla una unica hilera, ya que su contribucion a la potencia total es relativamente baja. Por otro lado se comporta como un grifo de agua que gotea, que solo pierde pequenas cantidades de agua; sin embargo, estas pequenas cantidades a lo largo del tiempo, en la construccion de instalacion fotovoltaica a lo largo de varias decadas, se suman dando lugar a una perdida significativa. Por tanto es necesario, con fines economicos, asf como con fines fundamentados en la garantfa, poder valorar el estado de potencia no solo de la instalacion global, sino tambien de unidades fotovoltaicas individuales de la instalacion.

Con este fin se utiliza el aparato de medicion y evaluacion 3 descrito mas detalladamente en las figuras 2 a 3 tal como sigue. El aparato tiene dos pinzas amperimetricas 5 y 7, que son adecuadas para aplicarse alrededor de una de las dos lmeas de alimentacion electricas 9,9' de los paneles F, de una de las dos lmeas de alimentacion 11,11' que van hacia las hileras S o de una de las dos lmeas de alimentacion 13,13' que van hacia un inversor WR. Tales pinzas amperimetricas para la medicion de corrientes continuas se conocen ampliamente. Las pinzas amperimetricas 5,7 estan conectadas a una unidad de evaluacion 15, que se comentara mas adelante.

Inicialmente se explicara el modo de proceder para la identificacion de la hilera S3 defectuosa. Para ello se parte, por motivos de claridad de ilustracion, de que todos los modulos fotovoltaicos M son por lo demas iguales y funcionan perfectamente. En primer lugar se colocan las primeras pinzas amperimetricas 5 alrededor de una de las lmeas de alimentacion 13,13' que van al primer inversor WR1 y las segundas pinzas amperimetricas 7 alrededor de una de las lmeas de alimentacion 13,13' del inversor WR2. Puesto que la instalacion A1 tiene el modulo defectuoso, generara menos corriente y por tanto menos potencia que la instalacion fotovoltaica A2. Durante la propia operacion de medicion, con el fin de crear las condiciones previas para poder comparar las corrientes, la tension de trabajo U1 y U2 de los dos inversores WR1 y WR2 tienen que ponerse al mismo valor de tension. Esto sucede a traves de una intervencion en el regulador MPP, habitual en el campo tecnico de la tecnologfa solar. Mediante esta primera etapa se determina por tanto que el error, que conduce a una disminucion de la potencia, tiene que encontrarse en la parte de instalacion A2.

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A continuacion, una de las pinzas amperimetricas 5,7 se colocan alrededor de una de las lmeas de alimentacion 9,9' del primer panel A1F1 y las otras pinzas amperimetricas 9,9' alrededor de una de las lmeas de alimentacion del segundo panel A1F2. Si ambas corrientes medidas simultaneamente son igual de grandes, entonces los correspondientes paneles A1F1 y A1F2 tienen que ser asimismo iguales, es decir en el caso normal hay una generacion de corriente inalterada. Es muy improbable que se de el caso de que ambos paneles A1F1 y A1F2 presenten los mismos errores y no se tendra en cuenta actualmente. Las corrientes medidas se ponen en relacion una con otra, cuyo valor se designa con VF1-2 (relacion-panel, entre panel 1 y panel 2). A corrientes iguales, la relacion VF1-2 asciende igualmente a 1:1 = 1. Seguidamente se colocan una de las pinzas amperimetricas 5,7 alrededor de una de las lmeas de alimentacion 9,9' del segundo panel A1F2 y las otras pinzas amperimetricas 7 alrededor de una de las lmeas de alimentacion 9,9' del tercer panel A1F3. Para ello bastaria teoricamente con solo cambiar las pinzas amperimetricas 5,7 previamente colocadas en el primer panel A1F1 al tercer panel A1F3. Sin embargo, esto tendria que tenerse en cuenta mas tarde, durante el establecimiento de la relacion, que entonces tiene que invertirse, para no obtener la das relacion de las corrientes de los paneles A1F3 con respecto a A1F2, en lugar de la relacion deseada VF2-3 de las corrientes de A1F2 con respecto a A1F3.

Asf se continua por parejas unas tras otras, preferentemente por todos los paneles F de la parte de instalacion A1 con potencia disminuida, hasta que en el ultimo panel F8 las corrientes de los paneles 7 y 8 se comparan entre si y se ponen en relacion VF7-8. Si, tal como en el caso supuesto, solo la tercera hilera S3 es defectuosa, entonces se obtiene una cadena de relaciones de VF1-2 = 1, VF2-3 = 1, VF3-4 = 1, VF4-5 = 1,11, VF5-6 =0,9, VF6-7 = 1 y VF7-8 = 1. En principio podria interrumpirse la operacion tras el establecimiento de la relacion VF5-6, ya que se habria identificado un fallo. Si la medicion efectuada al principio en la comparacion de la instalacion indica mas de un defecto, deberian examinarse todos los paneles F. Una vez determinado el panel F5 defectuoso, las pinzas amperimetricas 5,7 se colocan de manera analoga alrededor de en cada caso una de las lmeas de alimentacion 9 o 9' de dos hileras S, preferentemente adyacentes. Si se empieza en la primera y segunda hilera S1 o S2, se obtiene, dado que ambas hileras S1 y S2 estan intacta, de nuevo una relacion VS1-2 (relacion-hilera, entre hilera 1 e hilera 2) = 1. En la siguiente medicion entre el posterior par de hileras S2 con respecto a S3 se incluye la hilera S3 defectuosa en la operacion de medicion y se obtiene una relacion VS2-3 de 1 : 0 = infinito, ya que el flujo de corriente en la tercera hilera S3 esta interrumpido. La posterior relacion VS3-4 seria entonces 0 : 1 = 0 y despues se ajustarian de nuevo relaciones de hilera VS de 1.

El modulo S3M3 danando en la tercera hilera S3 se mide, debido a la alta tension de hilera preferentemente por la noche, con la instalacion fotovoltaica apagada. Esto se produce, por ejemplo, a traves de separacion de la conexion de enchufe entre el quinto modulo S3M5 y el sexto modulo S3M5, para probar entonces la mitad de la tercera hilera S3 en busca de la interrupcion. Una vez determinado que la interrupcion tiene que estar en los primeros cinco modulos S3M1 a S3M5, puede soltarse la conexion de enchufe entre los modulos S3M3 y S3M4. La medicion de flujo de corriente subsiguiente determinana el fallo en la primera parte de los modulos S1M1 a S3M3, que se examinarian entonces individualmente en busca de la interrupcion en la trayectoria de flujo de corriente.

Con ayuda de las presentes relaciones VF1-2 a VF7-8 puede establecerse la potencia individual de cada panel F1 a F8 a traves de una unica medicion de corriente. La medicion de corriente puede realizarse a este respecto de manera estacionaria en un aparato de medicion de corriente instalado de manera fija en uno de los paneles F o con un aparato portatil, como el del presente dispositivo. Para ello es necesario que todas las unidades fotovoltaicas esten conectadas al mismo inversor, que se mantengan durante todas las mediciones de corriente continua a una tension constante, fijando en particular el regulador MPP (maximal power point) del inversor WR al valor de tension constante. En el caso de varias instalaciones fotovoltaicas, tal como las instalaciones A1 y A2 mostradas en la figura 1, durante todas las mediciones de corriente continua la tension tiene que mantenerse a un valor constante, fijando el regulador MPP (maximal power point) de todos los inversores, en este caso WR1 y WR2, al valor de tension constante.

Si se mide entonces, por ejemplo, el valor de corriente del primer panel F1, se sabe entonces debido a la relacion VF1-2 ya conocida, previamente determinada, como es el valor de corriente del segundo panel F2, ya que los paneles se situan en el mismo inversor WR1 (o a la tension adaptada en el caso de varios inversores) y por tanto a la misma tension. Por tanto, en un momento posterior en el tiempo tras la determinacion del valor de medicion de base se mide la corriente presente en una de las unidades fotovoltaicas y, en una unidad de evaluacion adicional se determina, a partir del presente valor de corriente y los valores de medicion almacenados puestos en relacion, la corriente total o, teniendo en cuenta los respectivos valores de tension operativa de las unidades fotovoltaicas, la potencia total de la instalacion fotovoltaica.

A este respecto se abandono la consideracion anteriormente asumida de manera ideal con fines de ilustracion, y se partio de una instalacion fotovoltaica PA1 en la que la caracteristica de cada panel F se diferencia de los demas paneles. Esta variacion se basa en la tolerancia de fabricacion de los modulos fotovoltaicos M, en imprecisiones de montaje en las conexiones de enchufe, el angulo de inclinacion con respecto a la horizontal, la curvatura del suelo del terreno, etc. Por tanto resulta practico esperar, tras un montaje satisfactorio de la instalacion A1, a un denominado dfa de medicion en el que la corriente generada de cada uno de los paneles F de la instalacion A1 se mida en las mismas condiciones de temperatura, tension, intensidad solar, etc. Los valores determinados entonces para las relaciones VF se depositan entonces como relaciones de referencia en un elemento de memoria. En un

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momento posterior en el tiempo puede calcularse entonces aproximadamente, a partir de las relaciones de referencia depositadas y el valor de corriente presente actualmente, la potencia total teorica de la instalacion A1.

Es igualmente ventajoso determinar, en una sola de las unidades fotovoltaicas, en particular en uno solo de los paneles F, por medio de medicion de corriente, medicion de tension, intensidad de irradiacion y medicion de temperature directa o indirecta en el semiconductor, esta como unidad fotovoltaica de referencia segun las condiciones de prueba normalizadas (STC) establecidas para modulos fotovoltaicos para la determinacion de la potencia homologada, para calcular a continuacion la potencia homologada (STC) de otra unidad fotovoltaica enlazada, por medio de los pares de valores de corriente. Alternativamente tambien es posible prescindir del procedimiento STC y definir como estandar de referencia la unidad fotovoltaica (por ejemplo el panel F) que ha alcanzado el mayor valor de potencia en el dfa de medicion. Todos los demas paneles fotovoltaicos F se referencian entonces con respecto a este panel optimo, es decir se ponen en relacion de manera correspondiente a los valores de corriente mas reducidos. En una medicion posterior, todos los demas paneles F, con una antiguedad y degradacion uniforme de los modulos M, debenan tener un rendimiento inferior con respecto a este panel de referencia. Si este no es el caso o si la potencia total es inexplicablemente baja, por ejemplo baja por debajo de un valor del 95 % de la potencia homologada, todos los paneles F deben medirse de nuevo con el metodo ilustrado al principio. Si se determina una relacion muy divergente entre las relaciones VF1-2 a VF7-8, el panel F en cuestion se analiza adicionalmente con el modo de proceder ilustrado para encontrar un fallo en una hilera S. De manera muy resumida, mediante la determinacion simultanea de las corrientes por cada lrnea de conexion 9,9';11,11' o 13,13' de las dos unidades fotovoltaicas S, F o A que forman una pareja, asf como mediante el establecimiento de la relacion VF de las dos corrientes una con otra y mediante comparacion de la relacion VF con una relacion de comparacion, que se establecio a partir de valores de medicion de las corrientes continuas que flrnan por cada lrnea de conexion 9,9';11,11' o 13,13' de las dos unidades fotovoltaicas S, F o A en un momento anterior en el tiempo al momento de la determinacion, se abre la posibilidad de deducir de manera sencilla la presencia de un defecto.

Las lrneas de conexion o alimentacion 9,9';11,11'; 13,13' pueden discurrir estrechamente unas junto a otras o tambien estar distanciadas entre sf por un tramo mayor. En el caso de los paneles F no se forma por lo general ninguna lrnea colectora propia, sino que las lrneas de conexion 9,9';11,11'; 13,13' se dirigen individualmente al inversor WR y confluyen allf por ejemplo en un armario de conexiones. En el caso de las hileras S, en cambio, pueden identificarse las lrneas de conexion correspondientes facilmente mediante inspeccion visual. En particular en el caso de una medicion repetida en un momento posterior en el tiempo es necesario saber alrededor de cual de las lrneas de conexion 9,9';11,11'; 13,13' han de colocarse las pinzas amperimetricas 5,7. Por tanto resulta practico almacenar informacion de identificacion del sitio de medicion junto con el par de corrientes o la relacion. Esto puede realizarse en puntos de medicion situados a algunos metros de distancia entre sf por medio de GPS como medio de registro de posicion, que registra y almacena, simultaneamente a la medicion igualmente simultanea del par de valores de corriente, las coordenadas espaciales de la medicion. En el caso de puntos de medicion alejados entre sf, tambien cumple su funcion un chip de RFID, que esta fijado a un poste puntal del panel F en cuestion y que solo valida la medicion repetida cuando el aparato de medicion esta en el punto predefinido por el chipo de RFID. La distancia entre los puntos de medicion debe ser suficientemente grande para que los chipo que funcionan a modo de transpondedor puedan distinguirse claramente unos de otros. En una medicion y/o medicion repetida en un espacio pequeno resulta practico un codigo de barras, que se encuentra sobre una etiqueta colocada en la lrnea de conexion 9,9';11,11'; 13,13'. La etiqueta puede pegarse a este respecto directamente a la lrnea de conexion. En el momento de la determinacion de la corriente se registra entonces, por medio de un aparato de lectura adecuado, el codigo de barras y se almacena con el par de valores de corriente o con la relacion. Los valores de medicion de cada par pueden enviarse, junto con la identificacion y dado el caso la tension operativa presente, tambien de manera inalambrica a una estacion de procesamiento de datos, en la que se efectuan entonces el establecimiento de la relacion, la determinacion de la potencia, la determinacion de defectos, etc.

Con el fin de determinar artefactos durante la medicion simultanea, los valores de corriente proporcionados por la unidad de registro de datos de medicion no se procesan inmediatamente, sino que se efectuan una pluralidad de mediciones en poco tiempo, es decir en unos pocos segundos o fracciones de segundo. A continuacion se calcula la media aritmetica, a la que puede recurrirse entonces, para el procesamiento posterior, como puesta en relacion.

Con ayuda de la figura 2 se describe a continuacion el dispositivo para llevar a cabo el procedimiento. Para ello estan, a modo de ejemplo, los paneles A1F2 y A1F3 con sus lrneas de conexion 9 y 9' que discurren en perpendicular al plano del dibujo. Unas pinzas amperimetricas 5 estan colocadas alrededor de la lrnea de conexion 9' del panel A1F2 y las otras pinzas amperimetricas 7 alrededor de la lrnea de conexion 9 del panel A1F3. Las pinzas amperimetricas 5,7 son pinzas amperimetricas convencionales, que estan dotadas de medios de agarre, para posibilitar un intercambio rapido y sencillo.

El dispositivo comprende un conmutador de seleccion 15, que define el intervalo de medicion requerido para la medicion de corriente. Este asciende en el punto A para la corriente der instalacion por ejemplo 1000 amperios, para el punto F para la corriente de un panel por ejemplo 100 amperios y en el punto S para la medicion de corriente en una hilera aproximadamente 10 amperios. De las pinzas amperimetricas 5,7 salen en cada caso dos lrneas 17a, 17b, que se dirigen a la unidad de registro de datos de medicion 3. En la unidad de registro de datos de medicion 3 se entregan por un receptor 19, que registra los datos de ubicacion procedentes de medios de registro de posicion,

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la identificacion del sitio de medicion o de los puntos de medicion MS. Como medio de registro de posicion se recurre, en el caso de una distancia reducida de las lmeas 9,9' entre los paneles A1F1 a A1F8, preferentemente a un codigo de barras 21, siendo entonces el receptor 19 un lector de codigo de barras. El codigo de barras 21 puede estar dispuesto directamente en las lmeas 9,9'. En el caso de distancias algo mayores entre los puntos de medicion MS es conveniente una etiqueta de RFID 21a, que esta colocada en las proximidades de los puntos de medicion MS, por ejemplo en el presente caso entre los paneles A1F2 y A1F3 en el armazon (no mostrado) de los modulos fotovoltaicos M. la etiqueta de RFID 21a tiene un alcance de recepcion o reaccion de por ejemplo 2 metros y registra, a traves de una funcion de transpondedor, cuando se encuentra la unidad de registro de datos de medicion 3 en sus proximidades. Si durante la estancia de la unidad 3 dentro del alcance de comunicacion de la etiqueta de RFID 21a se realiza una medicion, entonces los valores de corriente medidos del par de corrientes I2 y I3 se reenvfan junto con la identificacion de los puntos de medicion MS2-3 a una unidad de evaluacion 23 o inalambricamente por una antena 25 a una estacion de procesamiento de datos 27 externa. Dependiendo de la estructura y del tamano de los paneles F puede llevarse a cabo tambien, junto con la determinacion de valores de medicion I2, I3 una localizacion por GPS y las coordenadas de la ubicacion se combinan directamente con el par de valores de corriente I2, I3 para dar un unico conjunto de datos.

La unidad de evaluacion 23 comprende un dispositivo de establecimiento de relaciones 29, que establece la relacion, es decir I2/I3, a partir de los valores de corriente I2 y I3 medidos, la cual se situa como senal de salida s1 en la primera entrada de un comparador o de una unidad de comparacion 31. En la segunda entrada del comparador 31 se situa una relacion de referencia Vref, que se obtuvo a partir de una medicion, libremente elegida, anterior al dfa de la medicion actualmente realizada, en particular en el dfa de la puesta en marcha. Si la relacion I2/I3 actual difiere en una cantidad predefinible, de por ejemplo el 5 % entre sf, puede deducirse ya en este caso una irregularidad en la capacidad de potencia de uno de los paneles A1F2 o A1F3. Si la relacion I2/I3 es mayor que 1, entonces el panel A1F3 debe conducir una corriente mas baja de lo esperado. A la inversa, en el caso de una relacion I2/I3 inferior a 1, el panel A1F2 conduce una corriente situada por debajo de lo esperado. En lugar de una comparacion con la relacion de referencia Vref tambien puede recurrirse a una comparacion con la ultima relacion V registrada para este par de corrientes. Para ello, el comparador 31 presenta otra entrada en la que se situa una senal s2 que se lee desde un elemento de memoria 33 para las relaciones V. Esta comparacion permite valorar la degradacion o la aparicion de fallos con respecto a la ultima medicion y no con el valor de referencia Vref establecido por ejemplo en el momento de la puesta en marcha, que se deposito en una memoria 35 propia para los valores de referencia Vref. El elemento de memoria 33 para las relaciones V se alimenta a este respecto igualmente con la senal s1 del dispositivo de establecimiento de relaciones 29.

El elemento de memoria 33 para las relaciones V esta unido a traves de una lmea de senales s3 adicionalmente con un elemento de interconexion 37 que, de manera analoga a como previamente en el caso de los valores de corriente I2J3 medidos se combinan con los datos de posicion de los puntos de medicion en la unidad de evaluacion de datos de medicion 3, tambien interconecta estos datos de posicion con las relaciones V correspondientes. En la salida del elemento de interconexion 37 se situan entonces en una lmea de senales s4 las relaciones V junto con la identificacion de los puntos de medicion MS. Los pares de datos interconectados de relacion V por un lado y punto de medicion MS por otro lado se depositan en un elemento de memoria de datos 38 propio.

La lmea de senales s4 se dirige a un elemento de multiplicacion 39, que efectua para puntos de medicion MS predefinibles la multiplicacion de las relaciones. Si en el caso de los ocho paneles F1 - F8 es de interes la corriente total Itot esperable, entonces se mide la corriente I1 en el primer panel 1 y se calcula la corriente I esperable de los siete paneles F2 a F8 subsiguientes mediante suma de los valores de corriente I1 + (h*V1-2) + (h*V2-3) + (h*V3-4) + ....(h*V7-8) = Itot. En este contexto cabe mencionar que resulta conveniente registrar el valor de corriente requerido en un punto de medicion de corriente 41 estacionario, que mide de manera permanente o a peticion la corriente medida, dado el caso con la tension de panel correspondiente. A este respecto, el punto de medicion de corriente 41 estacionario puede construirse de manera practica en el panel F que ha mostrado de entre todos los paneles el mejor rendimiento de potencia una vez montada la instalacion. Asf, puede recurrirse a la corriente medida de manera estacionaria puede igualmente como corriente de referencia Iref, sobre la que puede realizarse una valoracion de la potencia generada en todos los demas paneles F. Al elemento de multiplicacion 39 esta conectado ademas otro elemento de memoria 43, en el que se depositan los resultados de la multiplicacion para su uso posterior, por ejemplo para el calculo de la potencia teorica de cualquier panel F.

Si se detectaron en el pasado varios paneles F con potencia disminuida y es ahora de interes saber en que medida la suma de los paneles con potencia disminuida se hace perceptible sobre la potencia total, puede determinarse por ejemplo la corriente I3 del panel A1F3 con el modulo S3M3 defectuoso, multiplicando la corriente I1 del primer panel F1 por las dos relaciones V1-2 y V2-3 y, cuando hay presentes varios inversores WR, por la tension del inversor WR conectado para determinar la potencia. Debido al modulo M defectuoso, la relacion VF2-3 es superior que en el caso normal y refleja por tanto la corriente I3 mas baja ya conocida. De esta manera pueden examinarse todos los paneles F previamente observados y la suma de la potencia mas baja de todos los paneles F defectuosos puede calcularse con solo una medicion de corriente por cada instalacion A. En caso de que una hilera S o un panel F presente un valor de medicion de corriente cero, la relacion V con respecto a la hilera S o panel F anterior y posterior se definina con infinito o cero. En este caso, para el encadenado de los valores de medicion para hallar la potencia se suprime

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cualquier relacion de cero o infinito y, como consecuencia, se establece una relacion V a partir de la hilera S o panel F situado directamente delante y detras.

De manera complementaria a la alimentacion de las corrientes I2 y I3 medidas al dispositivo de establecimiento de relaciones 29, tambien pueden entregarse los valores de corriente I2 y I3 directamente a una parte de comparacion 45, que compara las corrientes I2J3 directamente con corrientes de referencia, que se midieron y almacenaron en un momento anterior en el tiempo. De manera analoga, el valor de par de corriente I2J3 puede situarse en la entrada de un comparador de potencia 47, que tiene otra entrada para el valor de la tension U1 en el inversor WR1, o en caso de que haya varios inversores WR tambien de manera correspondiente muchas entradas para el valor de tension operativa U de los respectivos WR. Por ultimo esta prevista tambien una entrada en el comparador de potencia 47 en la que se situa una senal s5, que refleja la potencia de referencia Pref o bien de la unidad fotovoltaica de referencia, es decir en el presente caso del panel de referencia F4, o bien tambien la potencia de mediciones anteriores, como senal de referencia de comparacion. El comparador de potencia 47 presenta una salida 49, en la que, en el caso de una deviacion inadmisiblemente elevada con respecto al valor de referencia de comparacion o del valor de potencia entre sf, puede captarse una senal de aviso.

En la figura 2 se muestra tambien una unidad de calculo 49, que esta conectada a la unidad de evaluacion 3 y se

alimenta por la misma con los valores de corriente multiplicados Ii(Ii*Vi-2), (Ii*V2-3), (Ii*V3-4), (Ii*V7-8) (*corresponde

a una multiplicacion). En la unidad de calculo 49 se suman las corrientes de todos los paneles F y se entregan como valor de la corriente total Itot de la instalacion Ai a otro elemento de multiplicacion 5i, en el que se introduce tambien el valor de tension U del panel de referencia, en el caso de ejemplo del panel F4. La senal de salida s6 del otro elemento de multiplicacion 5i es la potencia presente teoricamente Pteorica, que se muestra en una pantalla 53. Adicionalmente puede mostrarse en la pantalla 53 la potencia realmente presente en ese momento Preal determinada a traves de la corriente real medida en el inversor WR, de modo que es posible una comparacion visual continua de la potencia P presente con la potencia teoricamente esperable.

En la figura 3 se muestra la carcasa del dispositivo i, que tiene integrada en su interior una fuente de corriente continua 55, que a traves de un shunt de medicion 57 alimenta una lmea 59 con una corriente de calibracion Icalibr. La lmea 59 discurre parcialmente por el interior de un estribo 6i, que esta conformado en la carcasa. El estribo 6i y la lmea 59 estan dimensionados de modo que pueden rodearse por ambas pinzas amperimetricas 5,7 al mismo tiempo. A traves de un conmutador 63 se cierra el circuito de la corriente de calibracion. El conmutador 63 esta previsto preferentemente como boton pulsador o palanca en la superficie de la carcasa. En principio tambien es posible permitir enganchar las pinzas amperimetricas 5,7 al mismo tiempo en una unica lmea de conexion 9,9' de una de las unidades fotovoltaicas A,S,F para calibrar mutuamente las dos pinzas amperimetricas 5,7. Sin embargo, la calibracion anteriormente descrita a traves del shunt de medicion 57 sirve para precisar el valor de medicion absoluto y es por tanto preferible a la calibracion mutua.

De la descripcion previa se desprende que las siguientes caractensticas o combinaciones de caractensticas en conexion con las reivindicaciones adjuntas proporcionan configuraciones practicas de la invencion:

a) Si el establecimiento de la pareja durante la medicion de corriente segun la etapa i) se efectua en unidades fotovoltaicas (S,F,A) adyacentes, eligiendose las parejas de unidades fotovoltaicas adyacentes de modo que se forma al menos parcialmente una cadena continua de parejas como eslabones;

b) Si en una etapa iv) en un momento posterior en el tiempo tras el registro de los valores de medicion conforme a la etapa i) se mide la corriente (I) presente en una de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) y en una etapa v) se determina en una unidad de calculo (49), a partir del presente valor de corriente y de los valores de medicion puestos en relacion almacenados de la etapa iii), la corriente total o, teniendo en cuenta los respectivos valores de tension operativa (U) de las unidades fotovoltaicas, la potencia total teorica de la instalacion fotovoltaica;

c) Si en cada medicion segun la etapa i) se registra una identificacion de los puntos de medicion (MS), en particular del sitio de la medicion, y se almacena junto con el valor medido en el sitio del par de corrientes o de la relacion (V) calculada a partir del mismo;

d) Si la unidad fotovoltaica es una hilera (S) formada por varios modulos fotovoltaicos (M) conectados en serie;

e) Si la unidad fotovoltaica es un panel (F) formado por varias hileras (S) conectadas en paralelo;

f) Si los valores de medicion de cada par se envfan junto con la identificacion de manera inalambrica a una estacion de procesamiento de datos (27);

g) Si el sitio de la medicion se registra al mismo tiempo por medio de GPS, de un chipo de RFID o por medio de un codigo de barras en el momento de la determinacion de la corriente por medio de un medio de registro de posicion (i9) adecuado, por ejemplo un lector;

h) Si los valores de corriente (I) proporcionados por la unidad de registro de datos de medicion (3) son la media

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aritmetica de una pluralidad de mediciones de corriente efectuadas en poco tiempo unas tras otras, a la que entonces tambien puede recurrirse para la puesta en relacion;

i) Si junto con este almacenamiento del valor de medicion de la corriente continua (I) tambien se almacena el valor de tension operativa (U) medida, por ejemplo, en un inversor (WR) entre las lmeas de conexion (9,9’,11,11',13,13') de la unidad fotovoltaica (S,F,A);

j) Si las pinzas amperimetricas (5,7) rodean al mismo tiempo una unica lmea de conexion (9,9’,11,11’,13,13’) de una de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) para calibrar mutuamente las dos pinzas amperimetricas;

k) Si se determina una unica de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) por medio de medicion de corriente, medicion de tension, intensidad de irradiacion y medicion de temperatura directa o indirecta en el semiconductor, como unidad fotovoltaica de referencia segun las condiciones de prueba normalizadas (STC) establecidas para modulos fotovoltaicos para determinar la potencia homologada, para calcular la potencia homologada (STC) de una unidad fotovoltaica enlazada, por medio de los pares de valores de corriente;

l) Si el dispositivo comprende una unidad de medicion de intensidad de corriente y tension (41) estacionaria, que mide la corriente (14) de una sola de las unidades fotovoltaicas (F4), y reenvfa el resultado para su procesamiento a la unidad de calculo (49), que calcula, a partir de las relaciones (V) de los pares de valores de corriente y el valor de corriente (14) determinado de manera estacionaria, asf como el o los valores de tension (U) determinados con respecto a los pares de valores de corriente y el valor de tension determinado de manera estacionaria, la potencia total teorica (P) de la instalacion.

Lista de referencias

A instalacion fotovoltaica

F panel fotovoltaico

S hilera fotovoltaica

M modulo fotovoltaico

P potencia

V relacion

MS puntos de medicion

WR inversor

1 dispositivo para llevar a cabo el procedimiento

3 unidad de registro de datos de medicion

5,7 pinzas amperimetricas

9,9' lmeas de conexion de un panel

11,11' lmeas de conexion de una hilera

13,13' lmeas de conexion que van hacia el inversor

15 conmutador de seleccion

17a,b lmeas de las pinzas amperimetricas

19 receptor

21 codigo de barras

23 unidad de evaluacion

25 antena

27 estacion de procesamiento de datos externa 29 dispositivo de establecimiento de relaciones 31 unidad de comparacion

33 elemento de memoria para relaciones 35 memoria para valore de referencia

37 elemento de interconexion

38 elemento de memoria de datos para el par de datos relacion / punto de medicion

39 elemento de multiplicacion

41 punto de medicion estacionario

43 otra memoria

45 parte de comparacion para corrientes

47 comparador de potencia

49 unidad de calculo

51 otro elemento de multiplicacion

53 pantalla

55 fuente de corriente continua

57 shunt de medicion

59 lmea

61 estribo

63 conmutador

Claims (14)

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de medicion para determinar unidades fotovoltaicas defectuosas (S,F,A) de una instalacion fotovoltaica con al menos tres unidades fotovoltaicas (S,F,A), en el que las corrientes (I) de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) se miden en parte simultaneamente, y los valores de corriente medidos se alimentan a una unidad de registro de datos de medicion (3), que proporciona los valores de medicion para una determinacion de la capacidad de potencia de las unidades fotovoltaicas a una unidad de evaluacion (23), caracterizado por que la medicion de las corrientes se realiza por medio de dos pinzas amperimetricas (5,7), que se colocan en una primera etapa por parejas en el sitio alrededor de las lmeas de conexion de dos de las unidades fotovoltaicas (S,F,A), para medir simultaneamente sus corrientes, por que en una segunda etapa al menos una de las dos pinzas amperimetricas se cambia de sitio, para medir simultaneamente las corrientes de otra pareja de unidades fotovoltaicas, y por que

   i) la segunda etapa se repite hasta que se hayan colocado alrededor de cada lmea de conexion de las unidades fotovoltaicas que estan examinandose al menos una vez una de las dos pinzas amperimetricas y se haya medido la corriente,

   ii) los dos valores de corriente medidos con respecto a cada pareja se ponen en relacion (V) el uno con el otro;

   iii) las relaciones (V) se depositan en un elemento de memoria electronico (33), y

   iv) las relaciones (V) se comparan con relaciones determinadas en un momento posterior en el tiempo.
2. 2. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en el caso de unidades fotovoltaicas (S,F,A) construidas iguales, que funcionan a la misma tension operativa (U), la unidad fotovoltaica con la corriente (I) mas baja se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja (P).
3. 3. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en el caso de unidades fotovoltaicas (S,F,A) construidas iguales, que funcionan a una tension operativa diferente (U1,U2), la unidad fotovoltaica con un producto mas bajo de corriente medida (I) y tension operativa determinada de la unidad fotovoltaica asignada al respectivo valor de corriente se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja (P).
4. 4. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en el caso de unidades fotovoltaicas (S,F,A) no construidas iguales, que funcionan a la misma tension operativa (U), la unidad fotovoltaica con corriente mas baja se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja (P).
5. 5. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en el caso de unidades fotovoltaicas (S,F,A) no construidas iguales, que funcionan a una tension operativa diferente (U1,U2), la unidad fotovoltaica con un producto mas bajo de corriente medida y tension operativa determinada de la unidad fotovoltaica asociada al respectivo valor de corriente se determina como la unidad fotovoltaica de potencia mas baja (P).
6. 6. Procedimiento de medicion segun la reivindicacion 2 o 4, caracterizado por que las unidades fotovoltaicas (S,F,A) se ponen, durante la medicion simultanea, al mismo valor de tension operativa (U) o estan conectadas al mismo inversor (WR).
7. 7. Procedimiento de medicion segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por una determinacion simultanea de las corrientes (I) por cada lmea de conexion (9,9’,11,11’,13,13’) de las dos unidades fotovoltaicas (S,F,A), por el establecimiento de la relacion (V) de las dos corrientes una respecto a otra y por la comparacion de la relacion con una relacion de comparacion, que se establecio a partir de valores de medicion de las corrientes continuas que pasaban por cada lmea de conexion de las dos unidades fotovoltaicas en un momento anterior en el tiempo al momento de determinacion.
8. 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1-7, caracterizado por que en una etapa iv) en un momento posterior en el tiempo tras el registro de los valores de medicion conforme a la etapa i) se mide la corriente (I) presente en una de las unidades fotovoltaicas (S,F,A) y por que en una etapa v) en una unidad de calculo (49) se determina, a partir del presente valor de corriente y los valores de medicion almacenados puestos en relacion de la etapa iii), la corriente total o, teniendo en cuenta los respectivos valores de tension operativa (U) de las unidades fotovoltaicas, la potencia total teorica de la instalacion fotovoltaica.
9. 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1-8, estando dotada cada unidad fotovoltaica (S,F,A) de una primera y una segunda lmeas de conexion (9,9’;11,11' o 13,13'), caracterizado por que la medicion de corriente en las en cada caso dos unidades fotovoltaicas (S, F, A) adyacentes se mide en una de las unidades fotovoltaicas en la primera lmea de conexion (9;11 o 13) y en la otra unidad fotovoltaica en la segunda lmea de conexion (9’;11' o 13').
10. 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 2 o 4, caracterizado por que todas las unidades fotovoltaicas (S,F,A) estan conectadas al mismo inversor (WR), que se mantiene durante todas las mediciones de corriente continua a una tension operativa constante (U), fijando el regulador MPP (maximal power point) del inversor al valor de tension constante (U).
11. 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 3 o 5-10, caracterizado por que las unidades fotovoltaicas (S,F,A) se conectan en parte a diferentes inversores (WR1, WR2), que se mantienen durante todas las mediciones de corriente continua a una tension constante (U), fijando el regulador MPP (maximal power point) de todos los inversores al valor de tension constante.

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12. 12. Dispositivo portatil para llevar a cabo el procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por una unidad de registro de datos de medicion (3) conectada a dos pinzas amperimetricas (5, 7) para la medicion simultanea de las dos corrientes continuas de una pareja de unidades fotovoltaicas, medios para la identificacion del sitio de medicion y una unidad de evaluacion (23) o una estacion de procesamiento de datos (27) inalambrica,

    10 estando equipada la unidad de evaluacion o la estacion de procesamiento de datos para poner las dos corrientes continuas en relacion una con otra y almacenarlas junto con el sitio de medicion.
13. 13. Dispositivo portatil para llevar a cabo el procedimiento segun la reivindicacion 12, caracterizado por un medio de registro de posicion (21,21a) para registrar la posicion de las pinzas amperimetricas en las lmeas (9,9’,11’11’,13,13’)

    15 en el momento de la medicion y con una antena (25) para transmitir los datos de medicion y de posicion y/o con un elemento de memoria de datos (38) para escribir los datos de medicion y de posicion.
14. 14. Dispositivo portatil segun la reivindicacion 12 o 13, caracterizado por una fuente de corriente continua (55) integrada, que alimenta a traves de un shunt de medicion (57) una lmea (59) con una corriente de calibracion,

    20 estando disenada la lmea para recibir al mismo tiempo ambas pinzas amperimetricas (5,7).