Inspección de paneles fotovoltaicos con cámara termográfica

La termografía es una técnica de inspección no invasiva, aplicable a distancia sobre grandes superficies y capaz de proporcionar una respuesta inmediata, razón por la que se utiliza desde hace tiempo en la detección de posibles anomalías en los paneles fotovoltaicos.

Las inspecciones mediante cámara termográfica pueden llevarse a cabo en condiciones normales de funcionamiento de las instalaciones durante la fase de prueba, con una periodicidad programada o con motivo de actividades periódicas, como la limpieza de los paneles.

El primer paso importante para obtener buenos resultados es la elección del dispositivo que más se ajusta a la actividad que se desea realizar. La elección de la cámara termográfica más adecuada para las aplicaciones fotovoltaicas viene condicionada principalmente por la distancia desde la que podemos operar de manera segura, obteniendo al mismo tiempo imágenes suficientemente detalladas. Cuanto más lejos nos tengamos que colocar de las superficies a inspeccionar, mayor será será la resolución de la cámara termográfica que necesitamos en términos de número de píxeles y bajo IFOV.

¿Qué es el IFOV? El IFOV (Instantaneous Field Of View) indica el tamaño del píxel individual de la imagen térmica a cierta distancia, cuanto menor es su valor, más detallada es la imagen. El IFOV se expresa generalmente en mrad (miliradianes); por ejemplo, la proyección de un píxel de una cámara termográfica con un IFOV de 1 mrad, a una distancia de un metro, cubre una superficie de 1 mm por lado.

Para simplificar los cálculos de rendimiento de cada cámara termográfica, en la página web de Hikmicro es posible consultar el software gratuito "Spot Size Calculator", que permite calcular el tamaño del píxel individual a cierta distancia o saber a qué distancia máxima del panel se cumplen las condiciones mínimas requeridas en términos de resolución. Para los paneles fotovoltaicos se requieren al menos 5x5 píxeles en cada celda fotovoltaica individual (según las indicaciones de la especificación técnica IEC TS 62446-3).

Si deseo saber, por ejemplo, a qué distancia máxima puedo operar con una cámara termográfica Hikmicro modelo M20 para inspeccionar un panel fotovoltaico con celdas de 15 cm por lado, con el software Spot Size Calculator, solo necesito seleccionar el modelo de cámara termográfica (eventualmente la óptica si el modelo dispone de varias lentes), las dimensiones del punto de medición (en nuestro caso 5x5 píxeles en una celda de 15 cm x 15 cm), el software calcula la distancia máxima desde la cual se puede trabajar (17,25 m) y el campo visual (FOV 7,81 m x 5,81 m) de toda la imagen térmica a esa distancia (ver el ejemplo a continuación).

Por lo tanto, es necesario trabajar siempre dentro de la distancia máxima que permite a la cámara termográfica cubrir cada celda con al menos 5x5 píxeles.

La IEC 62446 define los procedimientos de inspección de los paneles fotovoltaicos con cámara termográfica y también se indican las condiciones meteorológicas dentro de las cuales realizar las inspecciones, además de las características técnicas de las cámaras termográficas (todas las cámaras termográficas Hikmicro cumplen con las características mínimas requeridas).

A la hora de llevar a cabo inspecciones en los paneles fotovoltaicos, es recomendables seguir las siguientes indicaciones:

• Evitar siempre la reflexión del sol en el encuadre.
• Tener una irradiación mínima de 600 W/m² durante la inspección.
• Evitar condiciones de viento con velocidades superiores a 28 km/h.
• Limpiar siempre las superficies (evitar cuerpos extraños, por ejemplo, excrementos de aves) que podrían ser interpretados como falsos positivos.
• Realizar siempre las inspecciones con un ángulo de captura superior a 30° (idealmente entre 45° y 85°)
• Ajustar la emisividad del vidrio (limpio) generalmente entre 0,85 y 0,90

Estas son algunas anomalías o fallos que pueden detectarse en los paneles son:

•    Módulos en circuito abierto.
•    Módulos en cortocircuito (silicio cristalino).
•    Módulos de silicio cristalino con vidrio frontal roto.
•    Cadenas en cortocircuito (silicio cristalino y película delgada).
•    Cadenas con conexión defectuosa (silicio cristalino y película delgada).
•    Celda individual defectuosa (silicio cristalino).
•    Puntos de conexión de alta resistencia.

Para información más detallada, siempre es recomendable consultar la IEC TS 62446-3.