La energia solar y eólica están llamadas a ser las fuentes de energía del futuro: limpias, renovables, eficientes y capaces de generar en el punto de uso. Estas fuentes renovables cumplen todos los requisitos para ayudarnos a proteger el medio ambiente y evitar que contribuyan al cambio climático.

Según Solar Power Europe, la tecnología solar ha evolucionado mucho desde 2010, cuando solo podría resultar rentable gracias a las primas. En 2020 se instalaron más de 130 gigavatios (GW) [1] de nuevas instalaciones de energia solar en el mundo, más que las restantes tecnologías de generación juntas. Además su coste es cada vez más bajo, sobre todo en zonas con un alto grado de insolación, donde ya es el tipo de generación de electricidad de menor coste. De hecho, el Foro Económico Mundial informa que Arabia Saudí podría completar su transición a un sistema totalmente alimentado por energías renovables para el año 2040 y que la energia solar representará el 79% de la demanda de energía en ese país en 2050 [2].

Las previsiones son especialmente favorables en los climas más templados, con 18,2 GW de sistemas fotovoltaicos conectados a la red en la UE en 2020, un fuerte incremento respecto al crecimiento de 2019 que se verá superado de nuevo en 2021 según las previsiones. Además de disminuir la contaminación y de contar con el potencial de reducir las facturas energéticas, el uso generalizado de la energia solar también puede impulsar la economía.

Un trabajo seguro ayuda a conseguir el máximo rendimiento En paralelo al aumento del empleo en este sector, la atención se dirige hacia las personas que instalan parques solares, su seguridad y cómo pueden contribuir a obtener el máximo rendimiento de cada panel solar.

Uno de los peligros de todo sistema eléctrico es la descarga eléctrica, provocada generalmente por fallos en el aislamiento del cableado, cubiertas de seguridad dañadas, cables sueltos o conexiones a tierra incorrectas. En un sistema fotovoltaico, estos errores se suelen concentrar sobre todo en la caja combinadora, la fuente fotovoltaica y los conductores del circuito de salida, y el conductor en la conexión a tierra del equipo.

Este peligro se puede mitigar activando rápidamente los dispositivos de desconexión en la fuente de energía, o bien se puede recurrir a un interruptor de apagado rápido.

El fuego es un peligro que siempre está presente y entre las causas más comunes se encuentran los arcos eléctricos, es decir, las descargas de alta potencia entre dos o más conductores. El calor resultante puede deteriorar el aislamiento y generar una chispa o arco que provoque un incendio. La mejor protección frente a este peligro se obtiene mediante un dispositivo de detección de fallo de arco eléctrico (arc-fault detection device, AFDD) o un dispositivo de corriente residual (residual current device, RCD).

Los arcos eléctricos también pueden provocar una explosión ya que liberan gases calientes e irradian energía a una temperatura de hasta 19.500 °C. Se puede producir cuando hay una gran cantidad energía para un fallo por un arco, tanto en conductores de CC como de CA.

En el lado de CC, los grandes sistemas pueden utilizar varios inversores en cadena, evitando así el uso de uno o dos grandes inversores centrales que necesitan cajas combinadoras. En el lado de CA, entre las medidas de atenuación se encuentran equipos de interconexión que resisten los arcos eléctricos, alejando así la energía del arco eléctrico de las personas y los equipos.

Por encima de todo, la clave para que el personal de mantenimiento trabaje de forma segura y eficiente es que disponga de las herramientas adecuadas para comprobar las instalaciones. Estas herramientas deben ofrecer seguridad, exactitud y facilidad de uso.

Una pieza fundamental de este kit es la pinza amperimétrica. Es imprescindible para cualquier técnico de mantenimiento eléctrico y en los parques solares es la mejor herramienta para detectar tensión con rapidez, así como para la instalación y la resolución de problemas en la caja combinadora y el inversor. Uno de los principales factores es escoger un instrumento con una categoría de medida apropiada que llegue hasta la tensión máxima de trabajo de la instalación.

En la actualidad estos instrumentos necesitan medir las tensiones en la instalación solar a la nueva tensión estándar del sistema de 1.500 V, además de ofrecer unas especificaciones de alta seguridad y facilidad de uso en las congestionadas cajas de conexión solares. Todas estas capacidades son proporcionadas por Fluke 393 y 393 FC, las primeras pinzas amperimétricas solares de verdadero valor eficaz en el mundo cuya categoría de medida es CAT III / 1.500 V CC de acuerdo con la norma de seguridad más reciente para pinzas amperimétricas IEC/EN 61010-2-032:2019. En cambio, los instrumentos convencionales para esta aplicación se limitan a 1000 V CC.

Las cajas de conexión en instalaciones solares a menudo son pequeñas y están congestionadas, lo cual dificulta el uso de los instrumentos para tomar medidas. La Fluke 393 tiene una mordaza que es un 25% más delgada que las anteriores pinzas amperimétricas de Fluke, lo cual facilita y agiliza la toma de medidas en espacios pequeños.

El diseño de la mordaza es duradero, robusto y fiable, y cumple el exigente requisito de CAT III en cuanto a distancias de conducción y separación.

La capacidad que tiene la unidad de tomar medidas rápidas, sencillas y exactas permiten a los técnicos de mantenimiento que las instalaciones solares sigan produciendo energía. Una buena pinza amperimétrica también puede medir cargas y la frecuencia de línea en los circuitos. Además de ofrecer una alta seguridad y facilidad de uso, una pinza amperimétrica fiable también se caracterizará por su capacidad remota para registrar, analizar tendencias y supervisar medidas. También tendrá la capacidad de medir la corriente de arranque e integra un filtro baso bajo para realizar medidas en variadores de velocidad.

La pinza amperimétrica debe ser capaz de resistir niveles de tensión media y picos de alta tensión que generan transitorios o arcos eléctricos peligrosos.

Los técnicos solares querrán que un instrumento digital pueda resistir caídas hasta desde 1 m y ofrezca una elevada protección de entrada con una carcasa IP 54 hermética y a prueba de polvo. Otra característica esencial es su amplio rango de temperatura de funcionamiento de -10 °C a + 50 °C.

Funcionamiento eficiente Las instalaciones solares necesitan recibir la cantidad correcta de energía de irradiancia para generar la tensión CC suministrada al inversor. Las instalaciones solares exigen tomar cuatro medidas vitales para garantizar que el sistema tenga la máxima probabilidad de funcionar con la máxima eficiencia. Una de ellas consiste en determinar la potencia por metro cuadrado de radiación solar como exige el estándar IEC/EN 62446-1. También es importante medir la temperatura, hallar los puntos cardinales y verificar la inclinación del tejado o el panel.

Un medidor de irradiancia como el Fluke IRR1-SOL puede tomar todas estas medidas de forma rápida y sencilla. El Fluke IRR1-SOL, que está indicado para sistemas montados en el tejado o grandes instalaciones en campo, es una solución fácil de usar que se maneja con una sola mano y destinada a todos los técnicos de instalaciones solares.

Otros instrumentos imprescindibles Dado que las instalaciones solares están expuestas directamente a la luz solar, junto con los efectos que puede provocar la electricidad sobre la temperatura, las cámaras de infrarrojos o termográficas son perfectas para inspeccionar módulos fotovoltaicos, cuadros eléctricos y de disyuntores con el fin de detectar puntos calientes. Lo ideal es que una cámara de infrarrojos ofrezca una alta sensibilidad para visualizar diferencias de temperatura y la capacidad de visualizar y diagnosticar problemas con facilidad. También debería ser fácil de usar a través de una interfaz intuitiva.

Además de realizar comprobaciones sencillas, pruebas programadas y pruebas de ruptura, los comprobadores de aislamiento también pueden ayudar a identificar fallos de aislamiento. Los técnicos de operaciones y mantenimiento solar necesitarán un comprobador de aislamiento capaz de realizar pruebas de resistencia de aislamiento de hasta 5 kV o incluso 10 kV CC. Se pueden utilizar en conmutadores, conductores y cables.

Lo ideal es que un comprobador de aislamiento ofrezca configuraciones de prueba remotas, arranques y paradas, análisis de tendencias en tiempo real y una potente herramienta de generación de informes. La recogida de datos a través de Bluetooth también resulta práctica ya que acaba con la necesidad de tomar notas escritas, mejorando así la exactitud.

Para que su funcionamiento sea efectivo, una parte importante de una instalación solar es la batería, por lo que también es fundamental contar con método fiable y exacto de comprobar el estado de la batería. Un analizador de baterías puede efectuar comprobaciones para resolver problemas y comprobar el rendimiento de baterías estacionarias y bancos de baterías. Un buen analizador de baterías debe ser capaz de tomar las principales medidas, como la resistencia interna de la batería, la tensión CC y la temperatura. También debería ofrecer un modo de medida secuencial y un análisis exhaustivo de las tendencias.

Para facilitar el uso y la robustez en campo, también debería ofrecer una interfaz intuitiva, un diseño compacto y una construcción resistente.

Un futuro brillante El crecimiento previsto para el mercado de las instalaciones solares es alentador y será de ayuda en nuestro objetivo de proteger el planeta. El uso de instrumentos capaces de permitir a los técnicos trabajar de forma segura y garantizar que estas instalaciones solares funcionan al máximo rendimiento es fundamental para que la energia solar tenga un futuro brillante.