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Informe Especial

Informe Especial (13)

Introducción

Para atender las funciones de investigación y docencia en el campo de energías renovables, desde el año 2018 operan dos plantas de generación fotovoltaica en las instalaciones del Laboratorio de Ensayos Eléctricos Industriales (LABE) y el Laboratorio de Innovación en Alta Tensión y Energías Renovables (LIAT-ER), de la Universidad Nacional de Colombia.

Las plantas fotovoltaicas diseñadas e instaladas inyectan energía a la red interna del Campus, emulan la operación de plantas convencionales y con una configuración de siete pequeñas plantas que atienden el desarrollo de pruebas y laboratorios de docencia, capacitación de estudiantes y profesionales.

Con la flexibilidad en el montaje e instalación permite (tabla 1), en un horizonte de corto, mediano y largo plazo, la evaluación del desempeño en la generación y la operación de sus componentes de acuerdo con las condiciones de radiación solar, descargas eléctricas atmosféricas; y las variables ambientales típicas de la zona urbana como la temperatura, precipitación y polución de partículas depositadas en los módulos fotovoltaicos.

Tabla 1: Descripción de los compones de la planta piloto de generación FV de 5,6 kWp

Con estos parámetros de diseño se puede identificar en diversos escenarios la operación de los módulos fotovoltaicos instalados, resaltando los niveles de generación, el efecto del ángulo de inclinación, la orientación geográfica, ciclos estacionales al año, los efectos de las partículas depositadas y acumuladas en la superficie de los módulos fotovoltaicos; este último parámetro con un valor de análisis particular al ser correlacionado con los periodos de limpieza de los módulos y las condiciones ambientales de la zona (árboles, fauna y condiciones climáticas).
En este trabajo se presentan los efectos en la generación de energía de cada una de las plantas debido a la deposición de partículas en la superficie de los módulos fotovoltaicos y su relación con la programación de los ciclos de limpieza en 3, 6 y 12 meses para uno de los módulos fotovoltaicos del subsistema de la planta (tabla 1).

Figura 1: Diagrama unifilar planta fotovoltaica 5,6 kWp

Metodología

En el marco del desarrollo de investigación a partir de la instalación fotovoltaica de 5,6 kWp se formuló desde su etapa de diseño y construcción el objetivo de realizar un estudio basado en las variaciones en la generación de energía dependiendo de variables como: la inclinación de los módulos, la orientación de los módulos y el efecto de la polución, así como los ciclos óptimos de limpieza. Por esta razón, la planta cuenta con una disposición de los módulos fotovoltaicos para realizar las comparaciones necesarias de suciedad y ciclos de limpieza.

En la figura 2 se muestra la disposición de los módulos en techo, ilustrando la distribución de los ciclos de limpieza en cada uno de los módulos, con un cronograma inicial donde se programaron limpiezas cada tres, seis y doce meses.

Figura 2: Plano de distribución de la limpieza y relación de inversores y canales.


Los equipos de inversión cuentan con un sistema de adquisición y recopilación de datos, descargando de manera remota y analizando la información detallada de la operación de la planta. Adicionalmente se cuenta con un sistema de adquisición de datos meteorológicos de las variables relevantes en la operación de la planta de generación como la temperatura, humedad e Irradiancia solar para la zona.

Resultados

Figura 3: Comparación curvas de potencia para módulos con y sin limpieza antes y después de la limpieza trimestral del 25 de junio de 2019

Este estudio inicia con el periodo de limpieza de tres meses, específicamente el correspondiente al 25 de junio de 2019. Inicialmente se puede percibir la variación de las curvas de potencia y energía generada como efecto de la limpieza. La figura 3 presenta el perfil de generación diario de dos módulos conectados al inversor 1, antes y después de la limpieza, siendo la curva de color verde el módulo con el proceso de limpiado y la curva roja la del módulo sin limpieza.

Al comparar la generación y el rendimiento de los módulos limpios con respecto los que no se limpiaron en este periodo de análisis presenta un incremento del 4,9% para módulos programados en un ciclo de limpieza cada tres meses y el 7,1% para módulos programados para la limpieza cada seis meses.

En la figura 4 se observa dicha variación promedio para los módulos conectados a los subsistemas 1, 7, 2, 6 periodo de limpieza trimestral (tabla 1).

Figura 4: Comparación de variaciones porcentuales de energía acumulada para módulos limpiados cada tres y seis meses

Figura 5: Comparación de rendimiento para la limpieza trimestral

La planta cuenta con un par de módulos del subsistema IV que durante la operación no han sido ni serán sometidos a ciclos de limpieza y dará la línea base de generación con máxima suciedad en la superficie activa.

En términos de variación de energía diaria para la limpieza trimestral efectuada el 25 de junio, el módulo 14 (limpio) generaba 70 Wh más que el módulo 13 (sucio) el día 24 de junio. Para el día siguiente de la limpieza (26 de junio) el módulo 14 (limpio) generó 130 Wh más que el módulo 13 (sucio).

Otro método para evaluar el efecto de la limpieza en el rendimiento de la planta (curva verde) de la figura 5. Este parámetro calculado como la razón entre la energía total producida por la planta con respecto a la energía solar calculada con las mediciones de irradiancia en este periodo. En este caso se puede observar un aumento del rendimiento promedio pasando de un 18,5% a un 18,9% después de la limpieza del 25 de Junio de 2019, tanto para el periodo trimestral y semestral.

Figura 6: Comparación de variación de energía y porcentual para inversor 7, periodo de estudio anual

Para el estudio el principal parámetro de comparación es la energía generada acumulada en un periodo de tiempo antes de un completar el ciclo de limpieza trimestral, semestral y anual. Por ejemplo, en la figura 6 se comparan las diferencias de producción de energía (kWh) del subsistema VII el módulo 14 limpio y 13 sucio, tres meses antes y tres meses después de la limpieza trimestral, marcado en franja punteada el 25 de junio de 2019.

La generación de energía tres meses antes para el módulo 14 (limpio) fue de 98 kWh y el módulo 13 (sucio) de 94 kWh. Por otra parte, la generación tres meses después de la limpieza en el módulo 14 (limpio) fue de 127 kWh y el módulo (13) sucio de 118 kWh presentando una ganancia de energía.

En la tabla 3 se resumen los resultados comparativos de la energía generada en kWh, tres meses antes y tres meses después de cada limpieza, tomando los ciclos de 3, 6, y 12 meses de limpieza de estudio. Así mismo, la tabla permite comparar la energía cada par de módulo por inversor y por orientación. Los módulos 1, 3 y 5 correspondientes a los inversores I, II y III con orientación hacia el oriente, mientras que los módulos 14, 12 y 10 correspondientes a los inversores V, VI y VII con orientación occidental. Como se mencionó anteriormente, los módulos 7 y 8 conectados al subsistema 4 servirán para análisis multianual de generación y efecto de la polución al ser seleccionados para no tener limpieza y como referencia en la comparación de la operación con los demás módulos intervenidos.

Figura 7: Valores acumulados para cada uno de los módulos antes y después de las correspondientes limpiezas

Finalmente, los resultados más concluyentes se obtuvieron de las comparaciones de los módulos programados con limpieza respecto a los módulos de referencia que no fueron limpiados en ninguno de los periodos programados, subsistema 4.

En la figura 7 se puede observar las variaciones porcentuales por módulos para antes y después de las correspondientes limpiezas, además de la producción adicional que se logra como efecto de la limpieza en cada uno de los periodos de tiempo, logrando una producción adicional de hasta un 10,6% promedio diario en el programa de limpieza anual, lo cual se traduce en hasta 132 Wh de producción adicional de un módulo limpio con respecto a uno sucio.

Conclusiones

Con el diseño de la planta FV ubicada en la subestación del campus de la Universidad Nacional, con una potencia de 5,6 kWp, inclinación 10° en sus módulos y dos orientaciones, se ha logrado evaluar el efecto de la polución y los ciclos de limpieza de los módulos FV encontrando los beneficios en la recuperación de la generación de energía y el rendimiento de la planta FV.

Para periodos de 3 meses se encuentra una recuperación en la generación de energía del orden del 3 %, mientras que para un periodo de limpieza de seis meses es del 7 % resaltando el efecto acumulativo y de deterioro en la generación por la suciedad en la superficie activa de los módulos FV

Estos resultados se están consolidando para la operación de la planta FV en periodos anuales con el fin de caracterizar los efectos de la precipitación, lluvia y otras variables estacionales.

En futuros artículos se estarán publicando los resultados de generación de la planta FV en periodos anuales de fenómenos como el sombreado, inclinación de módulos y orientación geográfica.

Fernando Augusto Herrera León:
Profesor Asociado Departamento de Ingeniería eléctrica y electrónica de la Universidad Nacional de Colombia. Coordinador del Laboratorio de Innovación en Alta tensión y Energías renovables LIATER. Coordinador académico de los Diplomados en Iluminación e instalaciones fotovoltaicas. Su área de interés es el desarrollo de equipos para investigación, innovación y educación. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
David Nova Rodríguez:
Ingeniero Electricista. Estudiante de posgrado en Ingeniería Eléctrica, Universidad Nacional de Colombia. Coordinador del área de proyectos del LIAT-ER, Profesor del diplomado de “Instalaciones Fotovoltaicas”. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
David Santos Borja:
Estudiante de último año de Ingeniería Electrónica, Universidad Nacional de Colombia, actualmente miembro encargado del análisis y monitoreo de las plantas de generación fotovoltaica. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
LIAT-ER:
El Laboratorio de Innovación en Alta Tensión y Energías Renovables es un esfuerzo conjunto de la Universidad Nacional de Colombia y CODENSA ENEL, para generar espacios de innovación, investigación y formación de profesionales. Mayor información Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

En Colombia las actividades asociadas a la agricultura, ganadería, caza, silvicultura y pesca representan cerca del 7% del Producto interno Bruto (DANE, 2020), convirtiéndose en uno de los sectores más importantes para la economía del país. No obstante, esta importancia contrasta con las necesidades que adolece este sector, pues por su naturaleza son actividades que se desarrollan en las zonas rurales del país, alejados en muchos casos de los centros urbanos y por ende carentes de servicios básicos como la energía eléctrica, situación que dificulta el desarrollo y tecnificación de sus actividades.

Para el desarrollo de las actividades de agricultura, el recurso principal que se utiliza es el agua. De hecho las actividades de extracción hídrica del sector agrícola representan el 54% del uso de este recurso a nivel nacional (FAO, 2015). Para poder llevar a acabo la extracción hídrica y el uso del agua, se requieren de equipos de bombeo que permitan tomar el agua de su fuente para llevarla y utilizarla en la actividad agrícola, tarea que al darse en locaciones sin energía se tiene que desarrollar a través de sistemas manuales, mecánicos o motobombas alimentadas por diésel, siendo esta última alternativa muy costosa, tanto por el precio del combustible en sí como por el proceso logístico para llevarlo al sitio de utilización.

Gracias al desarrollo tecnológico, surge una nueva alternativa para la extracción de agua con el uso de sistemas de bombeo alimentados con energía solar. Tecnología que básicamente puede ser de dos tipos: Sistemas de bombeo solar con electrobombas con motores en corriente directa (DC) y Sistemas de bombeo solar con inversor variador para trabajar con motores en (AC).

Sistemas de bombeo solar con electrobombas con motores en corriente directa (DC)

En esta aplicación el motor se puede alimentar directamente de la energía generada por el panel solar a través de un controlador que regula la intermitencia de la energía dada la variabilidad de la radiación solar.

Sistemas de bombeo solar con inversor variador para trabajar con motores en (AC)

En este tipo de tecnología se utilizan electrobombas convencionales y un inversor variador que convierte la energía eléctrica generada por los paneles en Corriente Directa (DC) a corriente alterna que es la requerida por la electrobomba para operar. Adicionalmente el inversor variador ajusta la frecuencia de trabajo del motor de la electrobomba en función de la radiación solar, variando el caudal.


Desde la Compañía Energía y Potencia hemos venido implementando estos dos tipos te tecnología, encontrando a grandes rasgos las siguientes ventajas y desventajas para cada tipo:


La principal ventaja de las electrobombas en DC con controlador es que son muy eficientes. Otra ventaja de esta tecnología es que en el caso de las electrobombas solares en DC, no se requiere inversor. No obstante, es un mercado incipiente en Colombia, por lo que se encuentra una oferta reducida de estos equipos, principalmente orientada a pequeñas aplicaciones. De este modo el mantenimiento o reparación de una electrobomba de este tipo es más costosa y demorada.

Por otro lado, las soluciones con inversores variadores aunque son menos eficientes y por ende requieren una mayor cantidad de paneles, en la mayoría de los casos la solución en su conjunto, es más económica que la alternativa de trabajar con electrobombas en DC. Adicionalmente, el aumento de la cantidad de paneles no es un inconveniente, dado que la mayoría de proyectos de este tipo se desarrollan en zonas rurales con disponibilidad de espacio para la instalación de los mismos.

Estos equipos adicionalmente presentan una mayor flexibilidad, ya que un inversor variador para una bomba de una potencia puede trabajar con diferentes tipos de bombas (superficial, sumergible, etc.). Finalmente, esta solución es ideal para aplicaciones que cuentan ya con un sistema de bombeo instalado, pues no hay necesidad de cambiar la bomba, por lo que no es necesario extraer la tubería para insertar una nueva, simplemente se cambia la conexión de la bomba actual hacia un inversor variador.

Para el caso de las soluciones con electrobombas en AC, los inversores variadores tienen una relación de 1 a 1 con la potencia de la bomba, al contrario de un sistema aislado con inversores convencionales, donde la relación entre el inversor y la potencia de la bomba debe ser de al menos 3 a 1 para soportar el pico de arranque de la electrobomba. Es importante en este punto tener en cuenta que los variadores son una tecnología ampliamente usada para reducir los picos de arranque del motor de la electrobomba y algunos de estos equipos cuentan con posibilidad de alimentación en DC, pero no son tan eficientes como los inversores-variadores diseñados desde fábrica para trabajar con paneles solares que cuentan con un algoritmo MPPT para hacer más eficiente el funcionamiento del sistema solar.

En resumen, el uso de sistemas solares en sistemas de bombeo de agua es la mejor aplicación para la energía solar, ya que se pueden desarrollar sistemas aislados, desconectados de la red sin necesidad de baterías, pues el sistema simplemente bombea agua a lo largo del día en función de la radiación solar, entregando en promedio un caudal equivalente al que daría una electrobomba convencional de las mismas características trabajando 4 horas conectados a la red.

A continuación se presenta un análisis de las diferentes alternativas que se pueden contemplar para un proyecto de bombeo utilizando el concepto de TCO (Total Cost Ownership) que significa Costo total de la propiedad y se calcula sumando la inversión inicial más los costos anuales de operación, que para este caso corresponde principalmente al uso del combustible o al pago del recibo de energía.

Como lo muestran los anteriores resultados, las soluciones de bombeo son altamente competitivas cuando se están evaluando proyectos en zonas aisladas, donde la inversión en un proyecto solar es la tercera parte de lo que cuesta un proyecto con una motobomba si se contempla el costo de operación del diésel. De igual forma, la solución de bombeo solar es competitiva comparada con una electrobomba trabajando con energía solar.

Mauricio Domínguez:
Gerente UEN Energías Alternativas Energía y Potencia
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Acerca de Energía y Potencia:
es una empresa antioqueña con una experiencia de más de 30 años en el mercado nacional suministrando para el campo colombiano soluciones asociadas a plantas eléctricas y fumigadoras, que desde hace 10 años a través de su marca Tecnigreen ofrece soluciones de energía solar.

En Colombia, ya se fabrican paneles solares con manufactura cien por ciento nacional. Esta es una excelente noticia en la apuesta que el país viene haciendo por las energías limpias, en el marco de la transición energética, no solo para implementarlas como solución energética, sino para participar en su desarrollo, con ingenio y tecnología propios. Por esta razón, conversamos en esta edición con Armando Sepúlveda, Gerente de THERMOWIRE Ltda., la primera compañía colombiana que está produce paneles solares, con estándares internacionales.

Mundo Eléctrico: ¿Cuál es la tecnología que desarrolla Thermowire en materia de paneles solares?
Armando Sepúlveda: utilizamos las siguientes tecnologías con los estándares internacionales

• Policristalina: es la que se hace con varios tipos de silicio.
• Monocristalina: con un solo silicio brindando más eficiencia en su generación.
• Amorfo: flexibilidad del panel.

También es importante mencionar que nuestra planta está diseñada para adaptarse al desarrollo de tecnologías futuras

M.E.: ¿Desde hace cuánto tiempo viene desarrollando dicha tecnología?
A.S.: Thermoelectric Wire and Cable de Colombia, THERMOWIRE Ltda., con 16 años en el mercado, ocho de ellos incursionando en la comercialización de Soluciones en Energía Solar, viene en permanente desarrollo para ofrecer a Colombia y al mundo productos que cubran de manera efectiva y eficiente las necesidades energéticas del mercado. Es así como hace 5 años, la Gerencia General toma la decisión de trascender el negocio hacia la fabricación de paneles solares, intención que se convirtió en realidad en 2017 cuando introduce al país una completa línea de producción automatizada que le permite fabricar paneles solares, sin tener precedentes en nuestro territorio.

M.E.: ¿Qué características tienen los paneles?

A.S.:


M.E.: ¿Qué ventajas ofrece en materia de instalación, costos, protección del medio ambiente Y generación de empleo?
A.S.:  • Instalación: garantía inmediata, acompañamiento técnico.
         • Costos: tiempo de entrega, somos empresa nacional brindando atención al cliente oportuna por nuestros diferentes canales de comunicación.
         • Protección al medio ambiente: energía totalmente limpia y certificación de nuestro proceso de producción.
         • Empleo: generamos empleos a terceros con nuestra planta al 100% en distintas áreas como instalación, comercialización y planes gubernamentales, posibles aperturas de industrias para los insumos de fabricación, debido a la demanda.

M.E.: ¿Es tecnología 100% nacional?
A.S.: Cabe resaltar que en Colombia no se fabrican celdas solares. Nuestra tecnología de producción es alemana, y la tecnología de las celdas solares es cambiante. Nos acoplamos a la tecnología más nueva teniendo como opciones Norteamérica, Asia y Europa. La manufactura de nuestros paneles solares es 100% colombiana.

M.E.: ¿Qué sectores se han visto beneficiados con esta tecnología que ustedes desarrollan?
A.S.:    • Sector público: diseñando programas y proyectos para las zonas no interconectadas, supliendo su necesidad con energía fotovoltaica.
           • Sector privado: empresas importantes que han instalado parques solares, generando energía para ciudades completas.

M.E.: ¿En qué proyecto se han instalado los paneles solares que ustedes fabrican?
A.S.: Thermowire ha instalado en sectores privados, zonas rurales, viviendas en Bucaramanga y su área metropolitana, en Huila. También en el relleno sanitario de la compañía Ciudad Limpia.

M.E.: ¿Qué certificados de calidad le han otorgado a la compañía?
A.S.: Nos encontramos certificados en ISO 9001, ISO 14001 y OSHAS 18001 por Icontec.

M.E.: ¿Qué aporte le ha hecho al país la empresa en materia de promoción y desarrollo de la energía solar?
A.S.: Posicionar a Colombia como un país innovador en fabricación de tecnología para energía solar, entre los países de América Latina, sorprendiendo al Ministerio de Energía con un adelanto en su estudio de una posible planta de fabricación nacional.

M.E.: ¿La tecnología que ustedes desarrollan ha llegado a otros países?
A.S.: El gobierno de Colombia tiene unas restricciones y cierto desconocimiento en la reglamentación de exportación de paneles. Nosotros, que somos la primera planta de fabricación nacional de esta tecnología, nos encontramos con que no existía una reglamentación. Actualmente, estamos trabajando en la certificación del producto panel solar con la norma internacional IEC 61215 para exportar y trabajar con nuestros aliados extranjeros: Chile, Ecuador y Perú.

M.E.: ¿Con base en lo anterior, cómo está Colombia en materia de desarrollo de energías limpias, con respecto a otros países de América Latina?
A.S.: Colombia está en un proceso de implementación para desarrollar esta tecnología, sin tener en cuenta que importan millones de paneles del extranjero sin un protocolo para su disposición final.

M.E.: ¿Qué futuro le espera al país en cuanto a desarrollo de energías limpias y concretamente de energía solar, en el corto mediano y largo plazo?
A.S.: Mejorar el parque existente del sistema energético actual es una labor de muy largo plazo. La actividad económica año a año es impactada fuertemente por la tendencia a invertir en tecnologías renovables en reducción de impacto ambiental.
La energía solar pasó de ser una innovación tecnológica a una necesidad primordial para el mundo que en el corto, mediano y largo plaza debe ir creciendo.

Marcela Aranguren Riaño:
Coordinadora Periodística
Revista Mundo Eléctrico Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
THERMOWIRE Ltda.:
Oficina Bucaramanga Carrera 17 B # 53 - 24 Barrio la concordia
Planta Producción Bogotá. Kilómetro 3 vía Funza - Siberia 100 metros después del peaje la tebaida. Contacto: Armando Sepúlveda, Gerente Thermowire
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TEL: 310 625 5635 - 315 877 9399

• 306 paneles solares fueron instalados por Celsia en Mercacentro 9, ubicado en el barrio El Jardín en la ciudad de Ibagué.
• Con este sistema fotovoltaico, este supermercado dejará de emitir 53 toneladas de CO2 al año.
• Este es el segundo techo solar de Celsia en la capital tolimense y generará aproximadamente 140.000 kilovatios/hora de energía al año.

Celsia continúa incentivando las energías renovables no convencionales en el Tolima, ahora con la instalación del primer techo solar de la cadena de supermercados Mercacentro, el cual está ubicado en el barrio El Jardín de la ciudad de Ibagué en Mercacentro 9.

Este sistema fotovoltaico generará aproximadamente 140.000 kilovatios/hora de energía al año, lo que le permitirá a Mercacentro 9, atender el 20% de su consumo promedio y contribuir con el cuidado del medio ambiente, pues dejará de emitir 53 toneladas de CO2 al año.

“Seguimos adelante con la instalación de techos solares en el Tolima como parte de nuestro portafolio de eficiencia energética. En esta ocasión hicimos una alianza con Mercacentro, la cadena de supermercados más importante del departamento y nos alegra que se hayan sumado a la incorporación de energía renovable no convencional en sus procesos. Esperamos poder iluminar con energía solar el resto de sus puntos de venta”, asegura Luis Felipe Vélez, líder Comercial de Celsia.

Este techo solar en Mercacentro 9 es el segundo instalado por Celsia en Ibagué; el primero fue en la clínica oncológica Clinaltec y próximamente se sumará el Comité de Cafeteros del Tolima. “De esta manera, las energías renovables seguirán creciendo en Ibagué, contribuyendo al progreso y desarrollo de la capital tolimense”, confirma Vélez.

A su turno, Carlos José Alvarado, gerente de Mercacentro, afirmó que “siempre estamos pensando en cómo contribuir a la protección del medio ambiente por eso hemos implementado técnicas más amigables, especialmente las que tienen que ver con el reciclaje e innovación que muestre un compromiso real por el crecimiento sostenible. Vale la pena resaltar, que la energía producida por esta planta solar corresponde a la energía consumida por 120 viviendas en un año, sumado al gran aporte a la disminución de huella de carbono. Invitamos a los diferentes sectores de nuestra economía se animen a ser parte de esta alternativa en pro del cuidado del medio ambiente”.

Celsia – Comunicaciones:
www.celsia.com
018000112115
servicioalcliente@celsia

El Ministerio de Minas y Energía junto con el FENOGE (Fondo de Energías No Convencionales y Gestión Eficiente de la Energía), realizaron la entrega de cinco (5) Soluciones solares fotovoltaicas en entidades oficiales del archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina: la sede de la FAC, la emisora Marina Estéreo de la Armada, el Infotep, el Colegio La Sagrada Familia y el ICBF en San Andrés.

El FENOGE, patrimonio autónomo creado por el Ministerio de Minas y Energía, realizó al finalizar el mes de julio, la entrega oficial de Soluciones solares fotovoltaicas (SSFV) a cinco entidades del archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina.

Durante el evento, conocido como “#BuenaEnergía”, que contó con la presencia del ministro de Minas y Energía Diego Mesa Puyo, el viceministro de Energía Miguel Lotero, la directora ejecutiva del FENOGE Katharina Grosso Buitrago, el gobernador del archipiélago Everth Hawkins, el director del Departamento Nacional de Planeación Luis Alberto Rodríguez, y la especialista senior de energía del Banco Interamericano de Desarrollo Alexandra Planas, se destacó la importancia del uso de energías no convencionales en las islas, no solo para reducir el consumo de energía, sino para proteger la Reserva de Biósfera Sea Flower.

"Estamos llevando equidad y desarrollo a las regiones del país con obras que transforman vidas. Gracias a estos paneles, niños y jóvenes de San Andrés recibirán la nueva energía limpia y sostenible que proviene del sol y, con esta, la conectividad, la salud y la educación de calidad. Seguimos avanzando por la transición energética de Colombia, generando ahorros y beneficios para toda la comunidad", aseguró el ministro Mesa.

Por su parte, Katharina Grosso Buitrago, resaltó la importancia de este proyecto como un paso hacia adelante para garantizar el uso de energías no convencionales en Colombia. “Desde el FENOGE trabajamos por convertirnos en un acelerador de la transición energética del país a través de la promoción y uso de Fuentes no convencionales de energía, hacia acciones concretas para mitigar el cambio climático. Se estima que a través de la instalación de estas plantas de generación de energía, se producirá cerca de 32.000 kWh de energía solar para abastecer un número significativo de familias en el archipiélago durante todo un mes. Del mismo modo, se estaría evitando el uso de más de 2.250 galones de diesel, dejando de emitir 20 toneladas de CO2 al año, lo cual corresponde a una cifra muy importante dentro de un ecosistema tan sensible como la Biósfera Sea Flower, donde están ubicadas las islas de San Andrés, Providencia y Santa Catalina.”, dijo.

Las entidades beneficiadas con la entrega de las Soluciones solares fotovoltaicas son: el Instituto Nacional de Formación Técnica Profesional - Infotep, el Colegio La Sagrada Familia, la Emisora Marina Estéreo de la Armada Nacional, la Base Grupo Aéreo del Caribe - FAC y el Instituto Colombiano Bienestar Familiar - Icbf regional San Andrés. Cada una obtuvo SSFV con una potencia instalada de 5,2 kWp, a su vez recibió capacitaciones sobre el mantenimiento de los equipos instalados para garantizar su sostenibilidad.

Como resultado del mismo proyecto, en agosto del año pasado también se realizó la implementación de Sistemas solares fotovoltaicos en la sede Radar de la Fuerza Aérea Colombiana. Actualmente, esta con un respaldo de generación de energía a través de 60 paneles solares, que sustituyen en gran medida la generación de energía por medio del combustible y disminuyendo la producción de dióxido de carbono.
Al finalizar el evento, el FENOGE destacó otro de los proyectos que se encuentra en ejecución, en el que se ofrece un subsidio para la sustitución de neveras y aires acondicionados de hasta un 40 % para los estratos 1, 2 y 3, y de un 15 % para el sector comercial del archipiélago. “Con todas estas acciones, reiteramos el compromiso que tenemos desde el Gobierno Nacional por llevar energía eficiente a zonas no interconectadas del país, de contribuir con la reducción de emisiones de CO2 al medio ambiente, y de generar un ahorro significativo en el gasto mensual de todos nuestros beneficiarios”, concluyó Grosso.

Sobre Be Energy:
Be Energy’ es una iniciativa liderada por el Fondo de Energías No Convencionales y Gestión Eficiente de la Energía - FENOGE y respaldado por el Banco Interamericano de Desarrollo - BID, que busca promover la transformación energética y apropiar una cultura de uso racional, eficiente y sostenible de la energía.
Contacto: Coordinación de Comunicaciones y Relacionamiento Estratégico de FENOGE
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Soluciones en Generación Solar WEG

El inversor solar es uno de los componentes esenciales en los Sistemas de Generación Solar Fotovoltaica. Convierten la corriente continua que viene de los paneles solares en corriente alterna. La energía solar ha demostrado ser una fuente renovable de altísimo crecimiento en las últimas décadas, por lo que se están haciendo grandes inversiones a nivel mundial en estos sistemas. El objetivo de los desarrolladores de proyectos fotovoltaicos es lograr una reducción de los costos de inversión del sistema, al igual que conseguir que la eficiencia de los diversos componentes sea la máxima, para que el proyecto genere la mayor cantidad de energía posible y que a su vez sea viable a nivel económico a largo plazo. Esta optimización en costos y producción de energía se ve influenciada por diversas variables que deben ser cuidadosamente analizadas.

Durante muchos años la regla general fue “Las plantas de energía fotovoltaica muy grandes funcionan mejor con inversores centrales y las plantas de energía más pequeñas funcionan mejor con inversores descentralizados”. Este argumento no es necesariamente verdadero. Hoy en día, hay muchos proyectos fotovoltaicos a gran escala construidos con arquitecturas descentralizadas, que mantienen un muy buen rendimiento.

Por esta razón es importante contar con un panorama general de las características y beneficios de cada una de estas soluciones, teniendo en cuenta criterios como: tecnología, requisitos técnicos, facilidad en instalación, economía, LCOE (Level Cost of Energy), confiabilidad del sistema y costos de operación y mantenimiento.

1. SOLUCIONES CENTRALIZADAS: AMORTIZACIÓN RÁPIDA, CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO SIMPLE

En los proyectos fotovoltaicos de gran escala, los paneles solares serán instalados “sobre piso”, sobre estructuras fijas o Seguidores solares. Estos paneles se agrupan en matrices (conectados en serie y paralelo), que se conectan a cajas “String” que posteriormente se conectan a un Electrocentro o Centro de Transformación.

Fig. 1. Inversores centralizados WEG

Fig. 2. Diagrama unifilar electrocentro Solar con dos inversores centralizados + Transformador tridevanado + cajas combinadoras.

Estos Electrocentros son estaciones eléctricas que integran en un contenedor, uno o varios inversores centralizados (de tecnología de punta), las celdas de protección y seccionamiento, tableros auxiliares y el transformador elevador (LV/MV) para conexión a la red. Todos estos equipos están integrados de manera que permiten la conexión rápida y segura del sistema en DC, con la red de media tensión.

Fig.3. Disposición física de los equipos en un Electrocentro solar WEG.


Los Electrocentros WEG tienen diseño modular, que proporciona flexibilidad para atender los proyectos de Granjas solares. Montados sobre una plataforma única, integran los sistemas eléctricos y electrónicos. La integración y el comisionamiento de componentes en fábrica garantizan la seguridad y confiabilidad de la instalación.

La utilización de los Electrocentros en Proyectos a gran escala tiene varias ventajas como son:

• Es una solución “llave en mano”, muy compacta y modular que es completamente testeada en fábrica.
• Es un sistema que demanda menos conexiones, lo que se traduce en reducción en los errores en la instalación.
• Utiliza menos componentes que una solución descentralizada, lo que reduce el tiempo de montaje en el sitio del proyecto.
• Generalmente el uso de Electrocentros es una solución más económica y rentable, por su número limitado de componentes, garantizando un mejor ROI del Proyecto.
• Están construidos con equipamiento resistente a las condiciones climáticas más extremas.
• Su estructura metálica externa elimina la necesidad de grandes construcciones civiles.
• Cuentan con sistema de control de temperatura por ventilación forzada, sistemas de aire acondicionado y Sistemas de detección de incendios.
• Provee de flexibidad en las instalaciones al poderse re-ubicar sin adicionar costos.
• La puesta en marcha del sistema centralizado en muy rápida porque hay menos inversores en campo.
• Es una solución de costos de Operación y Mantenimiento reducidos.

WEG tiene en su portafolio de Generación de Energía una gama de Electrocentros solares desde 1 a 6MVA, en un contenedor de 40 pies: entrada de tensión de 1500Vdc para conexión a la red a 13,8KV o 34,5KV. IP55

2. SOLUCIONES DESCENTRALIZADAS: FLEXIBILIDAD DEL SISTEMA, INTEGRACIÓN INTELIGENTE ENTRE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA, REDUNDANCIA.

Los proyectos fotovoltaicos a gran escala, también se pueden beneficiar de las múltiples ventajas de utilizar inversores String.

• La ventaja de emplear este tipo de inversor más ampliamente reconocida es el factor de redundancia, ya que si un inversor dañado, solo unas pocas cadenas se verán afectadas en lugar de una submatriz completa. Adicionalmente, reemplazar un inversor tipo String es mucho más simple, ya que no requiere personal especializado y es viable contar con inversores de repuesto en el sitio, preparados para ser utilizados.
• Los precios de los inversores tipo String siguen la misma tendencia de los paneles fotovoltaicos: esto significa que su precio se va reduciendo a medida que avanzan en tecnología.
• En los sistemas Descentralizados, los inversores se instalan muy cerca de los paneles solares, lo que reduce la cantidad de cableado en DC, y en consecuencia reduce los altos costos en cable fotovoltaico.

Fig.4 sistema Fotovoltaico con inversores String


• Estos inversores integran en su interior protecciones tales como: protección anti-isla, protección contra sobrecargas, protección contra polaridad inversa, protección contra sobretensiones, lo que reduce la necesidad de utilizar cajas combinadoras o equipos de protección externos.
• Mayor rendimiento, gracias a sus numerosos puntos de máxima potencia “MPPTs” con los que cuentan actualmente los inversores.
• Los inversores string son equipos extremadamente livianos y compactos, y de fácil recambio. Esto los hace la solución ideal en proyectos a gran escala con limitación de espacio y que deban asegurar una alta disponibilidad de energía durante toda su vida útil.
• Este tipo de inversores tienen unas eficiencias muy altas, por lo cual contribuyen a reducir costo nivelado de energía (LCOE).
• La expansión del sistema fotovoltaico es muy simple.
• Los costos de transporte de los inversores son bajos gracias a su reducido tamaño.
• Alto nivel de disponibilidad de la planta, y el reemplazo rápido de los inversores cuando se requiere que los tiempos en que la planta este fuera servicio sean reducidos.
• Costos operativos más bajos que la solución con inversores centralizados.
• Montaje y desmontaje de equipos más simple.
• Las tareas de supervisión y monitoreo de la Granja solar es sencilla, dado la tecnología de avanzada en comunicaciones que incorporan. Las opciones de comunicación y monitoreo de estos inversores permiten al usuario contar con información permanente de los datos recolectados de la Estación meteorológica, de los parámetros eléctricos del sistema recolectados por el inversor, del estado del conjunto de paneles, del tipo de falla y localización que se presente en la planta, etc.; todo esto, a través de plataformas fácilmente accesibles desde PCs, tablets o teléfonos inteligentes.
• Gracias a su tecnología, se integran fácilmente con la nueva generación de módulos bifaciales, seguidores solares (trackers), dispositivos de medida y optimizadores.
• Este tipo de inversores incorporan algoritmos de redes inteligentes, aprendiendo de las condiciones estándar del sistema y facilitando el diagnóstico, la detección de problemas en la planta y localización de fallas.

WEG comercializa dentro de su portafolio de Generación solar, la gama de Inversores monofásicos y trifásicos tipo String.

Y como complemento a los inversores String, WEG fabrica en sus instalaciones en Colombia, los Centros de transformación para una correcta coordinación entre los componentes: Inversores + Transformadores + Celdas MT + Tableros BT + Sistema de supervisión y control + Subestación.

Fig.5 Portafolio WEG de Generación solar

Estos Centros de transformación se fabrican “a la medida” de los requerimientos del cliente. Cada una de estas soluciones integra aparamente eléctrica con envolventes para uso exterior: Tableros de baja tensión + Transformador de potencia + Celdas de media tensión + celdas de medida + tableros de baja tensión + sistema de comunicación. Adicionalmente, pueden integrar Sistemas de iluminación + Sistemas de apantallamiento y tierras + Sistema contra incendio + plataformas y escaleras + transformador para servicios auxiliares y demás equipamiento definido por el cliente.

WEG Colombia:
Para mayor información de las soluciones
presentadas, comunicarse con
la Ing. Claudia Clavijo, Responsable Proyectos Energía
Renovable en WEG Colombia Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Cel. 321 2823140

RESUMEN
Este artículo es una síntesis de buenas prácticas, para ejecutar un Sistema Integral de Protección contra Rayos (SIPRA) y un Sistema de Puesta a Tierra (SPT), en un parque solar fotovoltaico, basados en las normas técnicas internacionales vigentes.

Palabras claves: Seguridad, SIPRA, SPT, DPS, equipotencialidad, sistema de puesta a tierra, tensión de paso, tensión de contacto.

¿QUÉ ES UN PARQUE SOLAR FOTOVOLTAICO?
Es indudable que la energía fotovoltaica contribuye al desarrollo sostenible. Esta transición energética implica cambios normativos y tecnológicos. Un parque solar fotovoltaico, también llamado “granja”, es un proyecto que ocupa grandes áreas (km2) en zonas abiertas y expuestas a los rayos, puede generar grandes potencias, maneja diversos valores de tensión tanto en alterna como continua y tiene asociadas subestaciones con inversores; contiene miles de módulos distribuidos en mesas y cada mesa lleva decenas de paneles. Este tipo de obra puede generar condiciones de riesgo para las personas y para los animales, e incluso para la misma instalación, si no se cumplen los requisitos reglamentarios y normativos.

Actualmente el parque solar de Bhadla en India es el más grande del mundo, con una capacidad instalada de 2.245 megavatios.

TEMAS RELEVANTES
En la siguiente tabla se recopilan los criterios más relevantes, para lograr un buen diseño de la protección contra rayos y del sistema de puesta a tierra:

Tabla 1 - Protección contra sobretensiones

SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS – SIPRA
El objetivo de la protección contra rayos es controlar el riesgo por un impacto directo o indirecto. Las siguientes figuras representan criterios tales como método electrogeométrico, Sistema de Protección Externo (que puede ser no aislado o aislado), zonificación e instalación de DPS.

Figura 2. Método electrogeométrico aplicado a Parques solares (dehn)
Figura 3. Montaje típico para Parques Solares (dehn)
Figura 4. Disposición típica Parques Solares
Figura 5. Zonas de protección (Phoenix Contact)
Figura 6. Instalación correcta de DPS (RETIE)

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA – SPT
Los objetivos de un Sistema de Puesta a tierra son: garantizar la seguridad de las personas, la protección de las instalaciones y la compatibilidad electromagnética. La puesta a tierra debe servir para dispersar y disipar corrientes de falla a tierra o corrientes de rayo sin comprometer la seguridad. Por tanto, un parque solar debe diseñarse y construirse con las mejores técnicas en este tema, por ejemplo, cumplir el NEC, en especial la sección 690, si se opta por un sistema flotante que requiere una protección GFDI. Los sistemas de puesta a tierra de corriente continua (c.c.) y de corriente alterna (c.a.) deben estar unidos; este puente debe estar basado en el mayor tamaño del conductor de puesta a tierra de ambos. Solo si las estructuras tienen certificación UL 2703 se pueden usar como parte del SPT, de lo contrario se debe utilizar cable. Otro ejemplo es que si hay una falla a tierra, se interrumpe el flujo de potencia del sistema y la corriente de fuga debe activar una alerta visual.

En esencia, debe cubrirse todo el parque y equipotencializar todos sus equipos, tal como se presenta en las Figuras 7, 8 y 9:

Figura 7. SPT para Parques Solares
Figura 8. Tablero típico Parques solares
 Figura 9. Interconexión de puestas a tierra (RETIE)

CONCLUSIONES
a. Es un tema de máxima actualidad.
b. Aplicar RETIE, normas técnicas y buenas prácticas en este tipo de instalaciones, permite controlar los riesgos.
c. Se debe obtener el certificado de conformidad RETIE, tanto de los productos como de la instalación eléctrica.
d. Se debe conectar la instalación de puesta a tierra en anillo y no de forma radial.
e. Es de gran importancia contar con el soporte técnico, las memorias, y demás documentación, que permita tomar la decisión de conectar a tierra el negativo o el positivo, así como, determinar el régimen de conexión a tierra que se utilizará.
f. Antes de la puesta en servicio, deben hacerse mediciones de resistencia de puesta a tierra, equipotencialidad, corrientes de modo común, así como de tensiones de paso y contacto.
g. Debe contarse con un Sistema de Alerta de Tormentas clase I.

BIBLIOGRAFÍA

› ANSI/IEEE 1100: Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment.
› ANSI/UL 467: Standard for Grounding and Bonding Equipment.
› BS 6651: Code of Practice for Protection of Structures against Lightning.
› BS 7430: Code of Practice for Earthing.
› EC 62305-1-2-3-4: Protection of structures against lightning.
› IEC 61643-12 Surge protective devices connected to low-voltage power distribution systems.
› KSC-STD-E-0012c: Bonding and Grounding, Standard.
› MOTOROLA R56: Quality Standards. Fixed Network Equipment Installations.
› NFPA 780: Lightning Protection Code.
› NTC 4552-1-2-3-4: Norma Técnica Colombiana de protección contra Rayos.
› TIA/EIA SP-607-A: Commercial Building grounding and Bonding.
› Mardiguian, Michel. Grounding and Bonding.
› Dehn WP019/E/0514
› Phoenix Contact. Catálogos
› Casas, Favio. TIERRAS, Soporte de la Seguridad Eléctrica, Sexta Edición 2017.
› Torres Sánchez, Horacio. Protección Contra Rayos, Segunda Edición 2010

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Favio Casas Ospina:
Ingeniero Electricista de la Universidad Nacional de Colombia, licenciado en salud ocupacional, gerente de la firma SEGELÉCTRICA SAS desde 1994, asesor del Ministerio de Minas y Energía de Colombia para la elaboración del RETIE. Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
web: www.segelectrica.com.co
 
 

• Son 168 paneles solares que generarán cerca de 78 mil kW/h/año, con los cuales se dejarán de emitir 29,7 toneladas de CO₂ por año.
• Reducirá en un 50% el consumo energético del vivero forestal, los laboratorios de entomología y fitopatología y las fincas forestales La Estrella y La Suiza, ubicadas en Restrepo, Valle del Cauca.
• Celsia, un aliado para este tipo de iniciativas, alcanza 50 proyectos que están en este momento en desarrollo o construcción para empresas e industrias con una capacidad de 64 MWp.

Un nuevo sistema de paneles solares fue instalado y puesto en operación por Celsia, empresa de energía del Grupo Argos, en un vivero forestal de Smurfit Kappa Colombia en el Valle del Cauca. Esta iniciativa de sostenibilidad ambiental se suma a la contribución que ya hace el vivero en la reducción del calentamiento global, pues a través de sus 68.000 hectáreas de plantaciones forestales y bosques naturales se capturan importantes cantidades de CO2Este sistema solar fotovoltaico, que Smurfit Cartón de Colombia denominó Solar One, hace parte de los proyectos de energías renovables no convencionales que ofrece Celsia a las empresas, hogares y ciudades en Colombia.

Son 168 paneles solares que generarán cerca de 78 mil kW/h/año, con los cuales se dejarán de emitir 29,7 toneladas de CO2 por año, además de reducir en un 50% el consumo energético del vivero forestal, los laboratorios de entomología y fitopatología y las fincas Forestales La Estrella y La Suiza, ubicadas en Restrepo, Valle del Cauca. Igualmente, la ubicación de los paneles en esta zona es óptima, tanto por su geografía como por las horas de sol que recibe.

A propósito de este sistema, Ricardo Sierra Fernández, líder de Celsia, manifestó: “estamos felices de poder ser aliados de Smurfit Kappa Colombia, compañía que es ejemplo y líder en los temas de conservación ambiental. El poder conectar la generación de energía solar para alimentar sus necesidades en ese increíble vivero que tienen en Restrepo, es una muestra más de ese liderazgo. Gracias por confiar en Celsia”.

De acuerdo con Álvaro José Henao, presidente de Smurfit Kappa Colombia, “el uso de energías limpias y renovables hacen parte de nuestro objetivo estratégico de reducción de emisiones de CO2, en el que llevamos ya un camino recorrido con el uso de biocombustibles para la autogeneración de energía en nuestra planta en Yumbo, el uso de gas natural en la mayoría de nuestras operaciones y el CO2 removido de la atmósfera y almacenado en nuestras plantaciones forestales. Este nuevo hito nos entusiasma y llena de motivación para seguir aportando a la construcción de un futuro sostenible”.

Paneles solares en empresas se masifican con Celsia

Gracias al modelo de negocio que ofrece la compañía, donde Celsia es la que hace la inversión, montaje, mantenimiento y operación de los sistemas solares y los clientes (empresas) pagan por un determinado tiempo por la energía que consumen, a una tarifa más económica que la energía convencional, la instalación de sistemas solares se ha masificado en este segmento de mercado.

Una muestra de ello es que al cierre del año 2017 Celsia tenía en Colombia 1,36 MWp de energía solar instalada y al cierre del primer semestre de 2020 cuenta con 51 MWp en proyectos solares en operación. Esto se suma a otros 50 proyectos que están en este momento en desarrollo o construcción para empresas e industrias con una capacidad de 64 MWp.

Celsia – Comunicaciones:
www.celsia.com
018000112115
servicioalcliente@celsia

El laboratorio de Ensayos eléctricos Industriales “Fabio Chaparro” -LABE- Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia, adelanta, desde hace más de 25 años, ensayos a diferentes equipos requeridos en el sector eléctrico en alta, media y baja tensión, así como a módulos fotovoltaicos. El laboratorio está acreditado ante el ONAC para la realización de pruebas a diferente tipo de equipos eléctricos y para calibración de equipos de medida y prueba, algunos de los que se pueden realizar son:

Calibración de instrumentos: el Laboratorio tiene acreditadas pruebas de calibración a los siguientes equipos: Telurómetros, medidores de aislamiento, tensión, corriente y potencia y luxómetros. Otros no acreditados, pero con trazabilidad internacional, como Piranómetros, celdas fotovoltaicas de referencia, Hipot y VLF, Divisores de alta tensión, medidores de campo eléctricos y magnético, osciloscopios, entre otros.

Ensayos de aislamiento: se realizan ensayos dieléctricos hasta 120 kVrms en tensión alterna, 150 kV en tensión continua y hasta 600 kV de impulso tipo rayo. Con este tipo de ensayos se revisa la calidad del aislamiento, si hubo algún defecto de fabricación, si quedaron impurezas o el material no es de la calidad requerida, o si con el uso se ha deteriorado y ya soportaría una sobretensión a la que naturalmente se va a someter el aislamiento en su operación normal.

Ensayos de alta corriente de impulso: se realizan a descargadores de sobretensión de hasta 15kV, completos y a descargadores de mayor tensión por partes. Adicionalmente a cables y fusibles para estudio de su comportamiento. El laboratorio dispone del Generador de Impulsos de Corriente de hasta 100 kA en onda 4/10 microsegundos y de 60 kA, 50 kV en onda de 8/20 microsegundos. Con esta prueba se revisa la capacidad de un objeto de permitir la circulación de una corriente de impulso y de revisar la tensión de protección de un descargador de sobretensiones al circular por el la corriente de impulso.
Ensayos de Alta Corriente Alterna: el laboratorio está en capacidad de realizar pruebas de calentamiento y soporte a tableros, empalmes, conectores, borneras con corrientes de hasta 1.000 A, en conexión trifásico y hasta 4.000 A en conexión monofásica; también puede realizar ensayos de corta duración de hasta 13 mil amperios durante 5 segundos.

Ensayos de iluminación y radiación: el laboratorio de iluminación realiza pruebas de fotometría, parámetros eléctricos, distorsión armónica, eficiencia y eficacia, endurancia y pruebas de aislamiento a bombillas y luminarias y a otro tipo de equipos que se requiera. Además, puede realizar la medición de color, coordenadas X,Y; temperatura de color y reflectancia.

Ensayos a Módulos Fotovoltaicos: la generación de energía solar fotovoltaica se ha venido incrementando en el mundo y en Colombia por diferentes razones: los costos crecientes de la energía hidráulica, las exigencias ambientales sobre los proyectos, la oposición de la población a la construcción de proyectos en su región, la conciencia y decisión mundial de hacerle frente al calentamiento global, la caída vertiginosa de los precios de los paneles solares, los incentivos gubernamentales, entre otras razones. Esta situación hace que crezca la demanda de equipos de generación y que se requiera hacer una evaluación de los mismos para evitar que se vendan productos deteriorados o envejecidos, de unas especificaciones más pobres que las anunciadas o que no cumplan con los requisitos mínimos exigidos en Colombia. A los módulos fotovoltaicos se les pueden realizar las siguientes pruebas en el LABE:

Fotografía 1. Prueba de desempeño en laboratorio. Archivo LABE

Curva de V(I): esta prueba de desempeño de los paneles es normalizada y acreditada ante ONAC con la norma IEC 61215 -2: 2016, se realiza a módulos individuales (Fotografía 1) y determinación del punto de máxima potencia generada a temperatura de 25 °C hasta de 320 W. En esta prueba se puede obtener el coeficiente de variación con la temperatura y verificar el desempeño del panel a temperaturas desde 6°C hasta 60°C. Actualmente se realiza esta prueba directamente con energía solar, pero se está adelantando un proyecto para hacerla normalizada y con impulsos luminosos de corta duración. Además de la prueba acreditada en laboratorio y condiciones ambientales controladas, se está realizando en operación normal, directamente en las instalaciones del cliente (Fotografía 2), esto le permite verificar el comportamiento óptimo de su sistema de generación y poder hacer la programación optima de la limpieza de los paneles.

Fotografía 2. Pruebas de desempeño in situ. Foto archivo LABE 

Inspección visual: esta prueba está normalizada y acreditada ante ONAC con la norma IEC 61215 -2: 2016, se realiza a los módulos fotovoltaicos independientes (Fotografía 3), en condiciones especiales de iluminación, para determinar si tiene fisuras, deterioro de partes del módulo; rayaduras y deformaciones de la estructura de soporte que puedan alterar de manera significativa la instalación o la operación de los paneles fotovoltaicos.

Fotografía 3. Prueba de aislamiento e inspección visual en laboratorio. Foto archivo LABE

Resistencia de aislamiento: esta prueba, normalizada y acreditada ante ONAC con la norma IEC 61215 -2: 2016, sirve para determinar la resistencia de aislamiento del módulo entre partes accesibles y sus terminales eléctricos y determinar el número máximo de paneles en serie por limitación de la tensión de aislamiento.

Prueba de continuidad de la puesta a tierra: esta prueba se realiza para determinar la continuidad del terminal de puesta a tierra con las demás partes metálicas del panel y garantizar la seguridad de las personas que puedan entrar en contacto con las estructuras de los paneles cuando se presente una falla.

Prueba de Impulso de tensión: permite verificar el estado de aislamiento del sistema ante sobretensiones y detectar posibles acercamientos o deterioro del aislamiento entre las partes activas y los sistemas de soporte y puesta a tierra.

El laboratorio ofrece pruebas de compatibilidad electromagnética y de conformidad con RETIE, u otra exigencia, a diferentes tipos de equipos eléctricos y electrónicos: Equipo médico, cercas eléctricas, plantas eléctricas, cargadores de baterías, UPS, entre otros.

Adicionalmente se realizan, in situ, pruebas de medida de ruido acústico, campos eléctricos y magnéticos de subestaciones y redes aéreas y medición de despeño de plantas eléctricas, motores y generadores eléctricos.

Francisco Javier Amórtegui Gil:
Ingeniero electricista y Especialista en Educación, se desempeña como docente del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia en los temas de alta tensión, campos electromagnéticos, protección contra rayos y seguridad eléctrica. Ha sido, Jefe de Programa de Electromecánica del Instituto Técnico Central, Jefe técnico de ensayos del LABE desde hace más de 20 años. Además participa en asesorías sobre aspectos de seguridad, compatibilidad electromagnética, sistemas de puesta a tierra y alta tensión al sector industrial.
Jesús María Quintero Quintero:
Ingeniero electricista, especialista en telemática y automatización industrial, doctor en iluminación, se desempeña como docente del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia en los temas de Circuitos Eléctricos, Electrónica Básica y de Potencia, Iluminación y manejo del color, Director de Departamento, Coordinador General del LABE. Además trabajó como diseñador de equipos electrónicos de control de potencia a nivel industrial. Trabaja con el sector industrial en análisis de fallas de sistemas eléctricos.
www.labe.unal.edu.co
Correo electrónico: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

• Las energías renovables ganan preferencia durante la pandemia COVID-19

La UE ha decidido concentrar el 33% de su capacidad total instalada de generación en fuentes renovables, cuyo desarrollo se ha venido dando de forma vertiginosa, especialmente la energía solar. Dentro de ese entorno, los principales países de la UE le están apostando al hidrógeno verde con el respaldado de los estímulos fiscales de 1,85 billones de euros anunciados recientemente.

Si bien GlobalData anticipa que un despliegue a gran escala de energía solar fotovoltaica de bajo costo podría ayudar en gran medida a reducir el costo del hidrógeno verde para uso comercial y sostenible, las adiciones de capacidad establecidas por las principales economías de la UE pueden ser un poco altas.

Somik Das, analista senior de energía de GlobalData, comenta: “La energía solar para los principales países de la UE como Alemania, Francia, España, Italia y Portugal muestra claramente su intención de aprovechar la oportunidad brindada por la pandemia COVID-19 y cambiar a un futuro más verde, pero si eso se da, es cuestionable. Para cumplir su objetivo, Alemania necesitaría agregar 4.5GW cada año hasta 2030. Otros países están bajando su capacidad, con adiciones anuales de alrededor de 2.5-2.8GW, pero Francia, Italia y Portugal inicialmente pueden tener dificultades para lograr tales instalaciones de inmediato.

“COVID-19 ha impactado significativamente las instalaciones renovables, con mercados solares estratégicos como España, Italia, Portugal, Francia y Alemania que han enfrentado restricciones de despliegue y una repentina disminución en las perspectivas de financiamiento. El estímulo fiscal planificado por la Comisión Europea de 1,85 billones de euros (2,07 billones de dólares) tiene la intención de impulsar las energías renovables, los edificios energéticamente eficientes, el transporte ecológico y los salarios justos. Es probable que esto estimule la economía en la era posterior a COVID-19, ya que daría la bienvenida a nuevas oportunidades de empleo en el sector, abordando una seria preocupación en el presente. También se espera que esto reactive las actividades en el sector, que habrían experimentado una desaceleración con el inicio del impacto económico generalizado”.

La CE planea asignar € 3-5 mil millones para el hidrógeno verde, probablemente produciendo un millón de toneladas por año.

Somik Das agrega lo siguiente: “El hidrógeno verde permitiría a los países de la UE como Alemania, Francia, Países Bajos, Austria, Bélgica y Luxemburgo incorporar almacenamiento de energía estacional y acoplamiento sectorial, así como desarrollar un sistema energético integrado en el futuro. Esto puede ser respaldado por el uso de electrolizadores, utilizados para la producción de hidrógeno a partir de electricidad renovable, el cual será un catalizador crucial para la descarbonización".

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