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ESTUDIO TERMOGRÁFICO DISPOSITIVOS MONSOL 1000/1500®
Francisco José Soto Lara, Ingeniero Técnico Industrial, Termógrafo Certificado nivel 1
ESTUDIO TERMOGRÁFICO DISPOSITIVOS MONSOL 1000/1500®
Informe técnico dirigido a:
Zero Point Energy.SL - Monsol
Domicilio: C/ Bodegueros 21, portal 3 1ºA
Localidad: 29006 Málaga
Realizado por:
Francisco José Soto Lara
Ingeniero Técnico Industrial
Colegiado 3274 del Colegio Oficial de Peritos e Ingenieros Técnicos Industriales de Málaga
Termógrafo de nivel 1 certificado por Infrared Training Center y AECTIR
Domicilio en C/ Mediterráneo no26, dúplex 26. CP 29130, Alhaurín de la Torre (Málaga)
Teléfono 600150182
Email: [email protected]
Localización del objeto del informe:
Término municipal de Córdoba, coordenadas Latitud: 37º 51’ 44” N y Longitud: 4º 47’ 46” W.
Fecha de emisión del informe: 30/6/16
Fecha de la toma de imágenes: 19-20-21-22/6/16
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ESTUDIO TERMOGRÁFICO DISPOSITIVOS MONSOL 1000/1500®
Francisco José Soto Lara, Ingeniero Técnico Industrial, Termógrafo Certificado nivel 1
Índice:
1. Objetivo……………………………………………………………………………………………………………………………………….3
2. Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………………3
3. Estudio Polo positivo…………………………………………………………………………………………………………………….5
3.1 Producción media con embarrado con pletina de cobre de 20x4mm…………………………………………5
3.2 Producción media con embarrado directo en circuito………………………………………………………………..6
3.3 Producción media y evolución temperatura ambiente con embarrado directo en circuito………..7
3.4 Máxima producción con embarrado con pletina de cobre de 20x4mm………………………………………8
3.5 Máxima producción con embarrado directo en circuito……………………………………………………………..9
4. Estudio en polo negativo……………………………………………………………………………………………………………..10
4.1 Producción media con embarrado con pletina de cobre de 20x4mm………………………………………..10
4.2 Producción media con embarrado directo en circuito……………………………………………………………….11
4.3 Producción media y evolución temperatura ambiente con embarrado directo en circuito……….12
4.4 Máxima producción con embarrado con pletina de cobre de 20x4mm……………………………………..14
4.5 Máxima producción con embarrado directo en circuito…………………………………………………………….15
5. Temperaturas en fusibles……………………………………………………………………………………………………………..16
5.1 Polo negativo…………………………………………………………………………………………………………………………….16
5.2 Polo positivo……………………………………………………………………………………………………………………………..16
6. Conclusiones………………………………………………………………………………………………………………………………..17
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Francisco José Soto Lara, Ingeniero Técnico Industrial, Termógrafo Certificado nivel 1
1. Objetivo
El objetivo del presente informe evalúa el comportamiento en temperatura del nuevo
dispositivo de monitorización de series fotovoltaicas Monsol1000/1500® en una instalación
fotovoltaica real.
2. Introducción
La prueba se ha realizado en una instalación fotovoltaica de 2,3MWs situada en Córdoba
(España) durante el mes de Junio. Para esta prueba se han utilizado varios equipos Monsol
1000/1500® (maestros y esclavos), los cuales llevaban 90 días funcionando en la instalación.
El estudio se ha llevado a cabo a lo largo de varias jornadas en las que se han evaluado los
equipos bajo diferentes condiciones de producción y temperatura. De estas jornadas, se han
seleccionado las siguientes imágenes termografías entre más de las 100 imágenes obtenidas en
diferentes condiciones de trabajo como son: máxima y mínima producción y temperatura ambiente.
También se han estudiado posibles diferencias entre:

Diferencias en la medida y temperatura por canal entre las series del polo positivo y las
series monitorizadas en el polo negativo, ambas medidas comparadas en el mismo
instante.

Incremento de temperatura entre los dos posibles montajes eléctricos: sobreembarrado con pletina de cobre o directamente en la placa de embarrado del
dispositivo de medida Monsol 1000/1500®.

Incremento de temperatura entre series individuales y series dobles (paralelo) tanto en
el polo positivo como en el negativo.
Figura 1. Vista general
La Combiner Box (caja de monitorización de series) sobre la que se ha llevado a cabo el estudio,
recoge la corriente de 14 series de paneles fotovoltaicos de 270W cada uno, de las cuales 6 de ellas se
han agrupado de dos en dos, en paralelo y por la misma entrada, las 8 restantes se han monitorizado
de manera individual (positivo y negativo).
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Como se ha comentado, en el presente informe se ha realizado la inspección termo gráfica del
equipo Monsol1000/1500® instalado en el polo positivo (equipo situado a la izquierda de la caja de
series), como en el polo negativo (equipo situado a la derecha). Para ello se han instalado 2 equipos
en ambos polos, buscando la comparación del comportamiento de temperatura y de medición de
ambos montajes monitorizando las mismas series.
En la Figura 1, se puede ver el equipo Monsol1000/1500® completo (el cual está formado por
un Maestro más un Esclavo) el cual se encuentra monitorizando las series del polo positivo; de
izquierda a derecha nos encontramos: 3 entradas de series dobles en los primeros 3 canales y 8 series
individuales ocupando hasta la tercera entrada del Esclavo. Por otro lado, a la derecha de la imagen
(ver Figura 1), se encuentra instalado otro equipo Monsol1000/1500® el cual monitoriza las series del
polo negativo; de izquierda a derecha nos encontramos: 8 series individuales conectadas a las
entradas del Maestro y 3 series dobles conectadas en las 3 primeras entradas del Esclavo. Con esta
configuración se mantiene la misma distribución eléctrica de las series para ser monitorizadas y
comparadas entre sí.
A continuación se presentan los datos obtenidos tras el estudio. Primero, mostraremos los
datos obtenidos en el polo positivo bajo diferentes condiciones de funcionamiento, luego bajo las
mismas condiciones se muestran los datos obtenidos de la monitorización en el polo negativo. Como
se ha comentado, la comparación de ambos resultados se realiza en el mismo instante de muestreo.
Tras las pruebas con esta distribución, se obtiene una de las primeras conclusiones que expondremos
y es que no hay ninguna diferencia de temperatura ni de diferencia entre las medidas de series
realizadas con el equipo Monsol1000/1500® conectando éste tanto en el polo positivo como en el
polo negativo.
En las primeras jornadas se instaló y midió el dispositivo Monsol 1000/1500® con un sobreembarrado de cobre externo de 20x4mm. En las siguientes jornadas se quitó el sobre-embarrado de
cobre y se usó como embarrado o punto de salida de la corriente el propio embarrado del circuito.
Para ello se atornilló el cable de salida directamente a la placa, la cual está diseñada para tal fin. Por
último se muestra una comparativa térmica de las conexiones entre los cables fotovoltaicos de las
series y las bases porta fusibles, así como la conexión existente entre las bases porta fusibles y los
borneros de entrada del dispositivo Monsol 1000/1500®.
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3. Estudio Polo positivo.
3.1 Producción media con sobre embarrado con pletina de cobre
de 20x4mm sobre el embarrado del circuito.
Instante seleccionado para ver comportamiento con una producción media y temperatura ambiente
cercana a 30ºC.
34.9 °C
Ar1
34
Ar2
33
Sp2
Ar3
32
31
Sp1
30.3
Imagen Hora
Temperatura atmosférica
11:38:22
31.0 °C
Ar1 Temperatura máxima
32.2 °C
Ar2 Temperatura máxima
34.7 °C
Humedad relativa
22.0 %
Ar3 Temperatura máxima
Sp1 Temperatura
36.7 °C
30.5 °C
Sp2 Temperatura
37.8 °C
Intensidad series dobles
12A
Intensidad serie individual 6A
En esta imagen se aprecia que para una corriente de 12 amperios con una temperatura
ambiente de 31ºC la temperatura por el canal de conducción es el punto AR2 ( 2 series en paralelo)
con una temperatura media de 34ºC.
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3.2 Producción media usando como salida el embarrado directo en
circuito.
Instante seleccionado para ver comportamiento con una producción media y
temperatura ambiente cercana a 30ºC cuando el embarrado se produce directamente en el
circuito.
41.8 °C
Ar1
41
40
Ar2
Sp2
39
Ar3
Ar7
38
Ar6
Ar4
37
36
35
Ar5
Sp1
34
33
32.9
Imagen Hora
11:19:08
Ar1 Temperatura máxima
36.5 °C
Temperatura atmosférica
Humedad relativa
33.0 °C
22.0 %
Ar2 Temperatura máxima
Ar2 Temperatura media
39.5 °C
38.9 °C
Intensidad series dobles
10.3A
Ar3 Temperatura máxima
43.4 °C
Intensidad serie individual
5.1A
Ar3 Temperatura media
41.3 °C
Sp1 Temperatura
33.5 °C
Sp2 Temperatura
Ar4 Temperatura máxima
43.3 °C
38.1 °C
Ar4 Temperatura media
37.7 °C
Ar5 Temperatura máxima
39.3 °C
Ar5 Temperatura media
38.4 °C
Ar6 Temperatura máxima
38.4 °C
En el punto Sp2 vemos el calor acumulado de los Ar6 Temperatura media
dispositivos del circuito con la circulación de 2 series en Ar7 Temperatura máxima
paralelo, incrementando la temperatura máxima del Ar7 Temperatura media
dispositivo en 10ºC con respecto a la temperatura ambiente.
37.9 °C
En esta imagen se observa como dato más relevante
el punto AR6 como punto de máxima circulación de
corriente, ya que por este punto en ese instante pasan
alrededor de 70A llegando a un máximo de 38ºC,
incrementando en 4ºC la temperatura respecto a ambiente.
38.9 °C
38.0 °C
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3.3 Producción media y evolución temperatura ambiente con
embarrado directo en circuito.
Imagen seleccionada para seguir la evolución de temperatura con embarrado directo en el
circuito mientras sube temperatura ambiente.
49.5 °C
Ar1
48
Sp2
Ar2
46
Ar3
Ar7
44
Ar4
Ar6
42
Ar5
Sp1
40
38
36.8
Imagen Hora
12:30:10
Ar1 Temperatura máxima
42.5 °C
Temperatura atmosférica
Humedad relativa
36.0 °C
22.0 %
Ar2 Temperatura máxima
Ar3 Temperatura máxima
46.2 °C
48.4 °C
Intensidad series dobles
13.5A
Intensidad serie individual
6.8A
Sp1 Temperatura
Sp2 Temperatura
38.0 °C
48.8 °C
Ar4 Temperatura máxima
44.5 °C
Ar5 Temperatura máxima
46.1 °C
Ar6 Temperatura máxima
Ar7 Temperatura máxima
45.7 °C
46.0 °C
En esta imagen se observa como dato más relevante de nuevo el punto AR6 como punto de
máxima circulación de corriente, siendo en ese instante alrededor de 93A llegando a un máximo de
45ºC, incrementando en 9ºC la temperatura con respecto a ambiente.
En el punto Sp2 vemos el calor acumulado de los dispositivos del circuito con la circulación de 2
series en paralelo, incrementando la temperatura máxima del dispositivo en 12ºC con respecto a la
temperatura ambiente.
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3.4 Máxima producción/ con embarrado con pletina de cobre de
20x4mm.
Esta imagen ha sido seleccionada para ver comportamiento con producción máxima y
temperatura ambiente más desfavorable, de 40ºC.
49.4 °C
49
Ar1
48
47
Sp2
Ar2
46
45
Ar3
44
43
42
Sp1
41.0
Imagen Hora
Temperatura atmosférica
14:00:10
40.0 °C
Ar1 Temperatura máxima
44.8 °C
Ar2 Temperatura máxima
48.7 °C
Humedad relativa
Intensidad series dobles
27.0 %
16A
Ar3 Temperatura máxima
48.9 °C
Sp1 Temperatura
41.9 °C
Intensidad serie individual
8A
Sp2 Temperatura
52.1 °C
En esta imagen se puede observar como dato más relevante el punto AR2 como punto de
máxima circulación de corriente, siendo en ese instante alrededor de 16A llegando a un máximo de
48ºC, incrementando en 8ºC la temperatura respecto a ambiente.
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3.5 Máxima producción con embarrado directo en circuito.
Imagen seleccionada para evaluar en el momento de máxima producción y máxima
temperatura ambiente con 39º
51.6 °C
Ar1
50
48
Sp2
Ar2
Ar3
46
Ar7
Ar4
44
Ar6
Ar5
Sp1
42
40.9
Imagen Hora
Temperatura atmosférica
14:30:26
39.0 °C
Humedad relativa
19.0 %
Intensidad series dobles
16A
Intensidad serie individual
8A
Ar1 Temperatura máxima
46.3 °C
Ar2 Temperatura máxima
Ar3 Temperatura máxima
Sp1 Temperatura
51.0 °C
51.5 °C
41.9 °C
Sp2 Temperatura
Ar4 Temperatura máxima
53.2 °C
48.4 °C
Ar5 Temperatura máxima
51.0 °C
Ar6 Temperatura máxima
50.7 °C
Ar7 Temperatura máxima
50.9 °C
En esta imagen se puede observar como dato más relevante de nuevo el punto AR6 como
punto de máxima circulación de corriente, siendo en ese instante alrededor de 109A llegando a un
máximo de 50ºC, incrementando en 11ºC la temperatura respecto a ambiente.
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4. Estudio en polo negativo
4.1 Producción media con embarrado con pletina de cobre de
20x4mm.
Instante seleccionado para ver comportamiento con una producción media y temperatura
ambiente cercana a 30ºC.
36.7 °C
36
Sp2
Ar2
Ar3
35
34
Sp1
33
32.2
Ar2 Temperatura máxima
Ar2 Temperatura media
35.2 °C
34.5 °C
12,2A
Ar3 Temperatura máxima
Sp1 Temperatura
40.5 °C
33.4 °C
6,2A
Sp2 Temperatura
39.6 °C
Imagen Hora
11:41:08
Temperatura atmosférica
31.0 °C
Humedad relativa
24.0 %
Intensidad series dobles
Intensidad serie individual
Ar1 Temperatura 35.9 °C
Ar1
40.2 °C
40
38
Imagen Hora
11:41:28
36
34
32.5
En estas imágenes se aprecian que para una corriente de 12 amperios con una temperatura
ambiente de 31ºC la temperatura por el canal de conducción es el punto AR2 con una temperatura
media de 34.5ºC.
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4.2 Producción media con embarrado directo en circuito.
Instante seleccionado para ver comportamiento con una producción media y temperatura
ambiente cercana a 30ºC cuando el embarrado se produce directamente en el circuito.
Imagen Hora
11:19:47
Temperatura atmosférica
31.0 °C
Humedad relativa
28.0 %
Intensidad series dobles
10.3A
Intensidad serie individual
5.1A
Ar1 Temperatura máxima
Ar2 Temperatura máxima
38.7 °C
37.6 °C
Ar3 Temperatura máxima
Sp1 Temperatura
Sp2 Temperatura
42.8 °C
35.0 °C
41.8 °C
Ar4 Temperatura máxima
Ar5 Temperatura máxima
37.3 °C
35.8 °C
Ar6 Temperatura máxima
Ar7 Temperatura máxima
35.7 °C
36.8 °C
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4.3 Producción media y evolución temperatura ambiente con
embarrado directo en circuito
Imágenes seleccionadas para seguir la evolución de temperatura con embarrado directo en el
circuito mientras sube temperatura ambiente, dos muestras tomadas en horas distintas.
43.0 °C
Ar1
42
40
38
Ar2
36
Ar3
34
Sp1
32.4
Imagen Hora
11:21:22
Temperatura atmosférica
Humedad relativa
36.0 °C
21.0 %
Ar1 Temperatura máxima
Ar2 Temperatura máxima
38.7 °C
36.8 °C
Intensidad series dobles
Intensidad serie individual
10.2A
5.1A
Ar3 Temperatura máxima
37.2 °C
Sp1 Temperatura
34.6 °C
12
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48.6 °C
48
Ar2
Sp2
46
Ar3
44
Ar7
Ar4
Ar5
42
Ar6
40
Sp1
38
37.4
Imagen Hora
12:31:08
Temperatura atmosférica
Humedad relativa
36.0 °C
21.0 %
Ar2 Temperatura máxima
Ar3 Temperatura máxima
Ar3 Temperatura mínima
43.0 °C
46.5 °C
37.7 °C
Intensidad series dobles
14.3A
Sp1 Temperatura
39.3 °C
Intensidad serie individual
7.2A
Sp2 Temperatura
46.1 °C
Ar4 Temperatura máxima
Ar5 Temperatura máxima
42.0 °C
40.1 °C
Ar5 Temperatura mínima
Ar6 Temperatura máxima
36.3 °C
40.0 °C
Ar7 Temperatura máxima
41.0 °C
En esta ocasión se puede observar como dato más relevante; en la primera imagen, la zona
AR2 como punto de máxima circulación de corriente, siendo en ese instante alrededor de 70A
llegando a un máximo de 36ºC, no habiendo prácticamente incremento respecto a ambiente. En la
imagen 2 en este caso el punto AR4 con una corriente de 92A y una temperatura media de 41ºC, 5ºC
por encima de ambiente.
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4.4 Máxima producción con embarrado con pletina de cobre de
20x4mm.
Estas imágenes han sido seleccionadas para ver comportamiento con producción máxima y
temperatura ambiente más desfavorable, de 40ºC, para series individuales y dobles.
46.8 °C
46
Sp1
Ar2
44
Ar3
Imagen Hora
Temperatura atmosférica
14:01:49
35.0 °C
Humedad relativa
20.0 %
Intensidad series dobles
16,5A
Intensidad serie individual
8.2A
42
40
Ar2 Temperatura máxima 40.9 °C
Ar3 Temperatura máxima 45.0 °C
38
Sp1 Temperatura
Sp2 Temperatura
Sp2
37.1
44.7 °C
39.3 °C
En esta ocasión se puede observar que para series individuales y corriente de 8A en la zona
AR2 la temperatura media es de 40ºC, 5ºC por encima de ambiente.
Imagen Hora
14:01:25
Ar1 Temperatura máxima 43.1 °C
Ar2 Temperatura máxima 46.7 °C
En esta segunda imagen se observa en el punto AR2 en el que la máxima circulación de
corriente proveniente de dos series en paralelo en ese instante es de 16.5A. La temperatura media
alcanza los 46ºC, incrementando en 11ºC la temperatura respecto a ambiente.
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4.5 Máxima producción con embarrado directo en circuito.
Imagen seleccionada para evaluar en el momento de producción elevada y temperatura
ambiente elevada, evaluando para series individuales y dobles.
51.0 °C
50
37.0 °C
Humedad relativa
19.0 %
15.6A
Intensidad serie individual
7.8A
46
Ar2 Temperatura máxima
45.2 °C
Ar3 Temperatura máxima
49.6 °C
Sp1 Temperatura
Sp2 Temperatura
Ar4 Temperatura máxima
Ar5 Temperatura máxima
43.1 °C
49.7 °C
44.2 °C
43.9 °C
Ar7
Ar5
44
Sp1
Temperatura atmosférica
Intensidad series dobles
Ar3
Ar4
14:32:55
48
Ar2
Sp2
Imagen Hora
42
41.6
Ar7 Temperatura máxima 44.3 °C
En esta ocasión se puede observar que para series individuales y corriente de 7.8A en la zona
AR4 la temperatura media es de 43ºC, 6ºC por encima de ambiente.
54.4 °C
Ar1
Imagen Hora
14:33:25
*Corriente circulando por AR2 100A
50
Ar3
Ar4
45
Ar2
Sp1
41.6
Ar1 Temperatura máxima
48.7 °C
Ar2* Temperatura máxima
Ar3 Temperatura máxima
46.7 °C
51.0 °C
Ar3 Temperatura mínima
43.8 °C
Ar4 Temperatura máxima
46.7 °C
Sp1 Temperatura
42.9 °C
En esta ocasión se puede observar como dato más relevante de nuevo el punto AR2 como
punto de máxima circulación de corriente, siendo en ese instante alrededor de 100A llegando a un
máximo de 47ºC, incrementando en 10ºC la temperatura respecto a ambiente.
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5. Temperaturas en fusibles
Estas imágenes se han seleccionado para ver una comparativa de temperatura entre los
conexionados en bornes de los porta fusibles y el dispositivo, tanto en polo positivo como en el
negativo.
En ellas se observa como dato más relevante que las temperaturas de conexionado en los
bornes de los porta fusibles y en los borneros de los dispositivos tienen una variación máxima de
1,5ºC.
5.1 Polo negativo
Sp1
Imagen Hora
14:34:18
48
Temperatura atmosférica
37.0 °C
46
Humedad relativa
Intensidad series dobles
19.0 %
15.6A
Intensidad serie individual
7.8A
48.4 °C
Sp3
44
Sp1 Temperatura
Sp2
Sp4
42
45.4 °C
Sp2 Temperatura
Sp3 Temperatura
44.0 °C
44.6 °C
Sp4 Temperatura
44.4 °C
40.0
5.2 Polo positivo
43.5 °C
Sp1 Sp3
43
42
Fecha
Imagen Hora
21/06/2016
14:34:33
Temperatura atmosférica
37.0 °C
Humedad relativa
19.0 %
41
Sp2
Sp4
40
39
38.4
Sp1 Temperatura
42.3 °C
Sp2 Temperatura
42.2 °C
Sp3 Temperatura
42.1 °C
Sp4 Temperatura
42.6 °C
Las conexiones a los porta fusibles adquieren más o igual temperatura que el equipo
Monsol 1000/1500, sometido a examen en este ensayo.
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6. Conclusiones.
Se puede observar en el ensayo que no existen diferencias relevantes respecto al
comportamiento en temperatura cuando trabaja tanto en el polo positivo como en el polo negativo.
Como ejemplo comparando imagen del polo positivo (IR_8941.jpg página 8) y polo negativo
(IR_8275.jpg página 13) circulando en torno a 16A por canal, el diferencial entre temperatura placa y
ambiente es en ambos casos de unos 11ºC.
Se observa también que en situación de embarrado sin pletina de cobre o sobre embarrado
no hay incrementos de temperatura relevantes para las corrientes estudiadas. Se puede observar en
la imagen en la página 14 una temperatura en embarrado de 46ºC, 9ºC por encima de ambiente con
circulación de 100A. Por otro lado en la imagen de la página 8 se puede ver que la temperatura en
embarrado para una corriente de 110A es de 50ºC, 11ºC por encima de ambiente. Se observa por
tanto que no producen en ningún momento del ensayo diferencias debido al paso de corriente
proveniente de los paneles de más de 11ºC entre temperatura ambiente y la placa.
En cuanto a la comparativa entre conectores de los portafusibles y del dispositivo se
desprende también que no existen incrementos de temperatura relevantes en las conexiones de
series individuales. Tampoco existen incrementos de temperatura relevantes para los conexionados
de series dobles en el dispositivo.
De este estudio se concluye que el dispositivo Monsol 1000/1500®, gracias a su innovadora
tecnología de fabricación no sufre de incrementos relevantes en temperatura debido al paso de
corriente dentro de los rangos específicos de una instalación (16 A por canal y 150 A por embarrado).
Por tanto se observa con claridad el excelente comportamiento del dispositivo frente al paso de
corrientes elevadas.
Informe realizado por:
INTERMAL (Inspecciones Termográficas Málaga)
Francisco José Soto Lara
Ingeniero Técnico Industrial (Col. 3274)
Termógrafo Certificado Nivel 1 por ITC (Infrared Trainig Center)
Miembro de AETIR (Asociación Española de Termografía Infrarroja)
http://www.intermal.es/
17