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Plantas fotovoltaicas: seguridad contra tormentas eléctricas en el sector de la energía solar

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Plantas fotovoltaicas: seguridad contra tormentas eléctricas en el sector de la energía solar

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La inversión en energías renovables ha experimentado un aumento exponencial en la última década, espoleada por la conciencia ecológica ante el cambio climático. Entre las diferentes fuentes de energía limpia, la fotovoltaica es la que más crece año tras año. Para proteger la fuerte inversión que requiere un parque solar, Aplicaciones Tecnológicas S.A. cuenta con una cartera de soluciones inteligentes para la protección contra tormentas eléctricas, cuyos efectos suponen un grave riesgo para el funcionamiento de las plantas solares.

El sector de la energía solar es una industria estratégica y tiene un papel crucial en la transición energética, un papel que se espera que aumente en los próximos años. La energía fotovoltaica es actualmente la fuente de energía más instalada en todo el mundo, tanto entre las renovables como entre las no renovables, representando según datos de IRENA el 40% de la nueva capacidad mundial en 2020, con un total de 843.086 MW instalados en todo el mundo [1].

Como cualquier instalación al aire libre, las plantas solares son muy sensibles a las inclemencias meteorológicas, especialmente a la caída de rayos. Si un rayo cae directamente sobre un panel solar, puede causarle daños importantes. Además, puede sobrecargar el sistema eléctrico y dañar los componentes electrónicos, incluidos los reguladores de carga y los inversores, o generar un aumento de temperatura en la superficie del panel solar, lo que puede provocar grietas o roturas en el cristal y las células solares.

El desarrollo y la puesta en marcha de un parque fotovoltaico requieren una importante inversión que tarda años en amortizarse. Los componentes de los paneles solares son especialmente sensibles a cualquier tipo de pérdida de energía. Las instalaciones con una capacidad de 100 MW o más pueden estar conectadas directamente a la red eléctrica, por lo que el impacto de un rayo puede afectar a la instalación y a la red.

Aplicaciones Tecnológicas S.A. dispone de una cartera de soluciones tecnológicamente avanzadas en sistemas de protección contra el rayo y puesta a tierra. Estas soluciones están diseñadas para la protección integral de parques solares, con el fin de mejorar la seguridad, optimizar la eficiencia operativa y reducir al máximo los costes derivados de la caída de rayos.

Plantas fotovoltaicas: protección preventiva

ATSTORM® es un sistema inteligente de alerta temprana de tormentas eléctricas, diseñado para activar y desactivar acciones preventivas temporales que minimicen los riesgos derivados de un posible impacto de rayo. El sistema de detección de tormentas eléctricas ATSTORM® es una solución soportada por tecnologías IoT, basada en la evaluación de las condiciones de un área a proteger y múltiples datos que soportan los algoritmos expertos.

ATSTORM® utiliza tecnología de detección dual para proporcionar alertas de parada fiables y objetivas. Por un lado, los sensores miden el campo electrostático local para avisar de la formación de tormentas en la zona. Por otro lado, incluye sensores de campo electromagnético, que amplían el área de detección de las tormentas activas que se aproximan.

Los datos recogidos van a la nube, donde algoritmos expertos identifican con exactitud y precisión las condiciones de una tormenta en formación o de una tormenta que se aproxima a la zona. La información procesada se envía al usuario en forma de alertas, lo que permite tomar medidas preventivas con suficiente antelación.

Protección externa en plantas fotovoltaicas: Pararrayos PDC y contador de rayos inteligente para información de estado y descarga en tiempo real

El pararrayos inteligente DAT CONTROLER® REMOTE es un dispositivo con autodiagnóstico de su cabezal y comunicación vía IoT (Internet of Things) del resultado, para supervisar el correcto funcionamiento del equipo de forma remota. El DAT CONTROLER® REMOTE permite la autocomprobación diaria del estado del pararrayos, sin necesidad de desmontarlo ni utilizar equipos auxiliares de elevación.

Los resultados de su prueba autónoma se envían mediante comunicación M2M a un dispositivo receptor (teléfono móvil, tableta, ordenador). Esta información puede ser consultada en su portal web junto con otras notificaciones personalizadas, facilitando así un correcto mantenimiento preventivo y la reducción de costes asociados a la reparación tardía de cualquier componente.

Cada impacto de rayo y su efecto sobre los sistemas de protección contra el rayo, desde la interceptación hasta la puesta a tierra, es diferente. Por ello, es fundamental conocer la información detallada de cada descarga para anticiparse a las inspecciones y realizar las reparaciones críticas que garanticen que seguirá funcionando de forma eficiente.

SMART LIGHTNING LOGGER supervisa continuamente la actividad eléctrica en los conductores de bajada de un sistema de protección contra el rayo en el que está instalado. Cuando se produce una descarga, el dispositivo recopila la siguiente información:

Amplitud

Polaridad

Duración

Carga

Energía específica

Fecha y hora

Todos estos datos se envían a AT-CLOUD, donde algoritmos expertos los procesan para proporcionar alertas en tiempo real a través de la plataforma CONNECT. Esto permite determinar la urgencia y programar una reparación temprana en caso de siniestro.

Sobretensiones - Protectores específicos para plantas fotovoltaicas

Los campos electromagnéticos provocados por los rayos pueden afectar a las líneas y, por tanto, a los equipos, aunque exista un sistema de protección contra rayos que intercepte el impacto directo.

Los rayos provocan sobretensiones transitorias que pueden dañar los equipos. La protección contra sobretensiones para plantas fotovoltaicas se adapta a cada instalación para proporcionar la máxima protección a las células fotovoltaicas y a cualquier otro elemento que pueda integrarse en ellas.

Componentes utilizados para la protección contra sobretensiones:

Protector contra sobretensiones - Serie ATPV

Envolvente de protección de planta fotovoltaica diseñada a medida con los protectores más adecuados para las células fotovoltaicas e inversores de cada instalación.

Protector contra sobretensiones - Serie ATVOLT

Protección para líneas de alimentación DC en módulos con protección coordinada para un par de hilos. Capaz de soportar una corriente de pico de 20kA por polo con una onda de 8/20 μs y una tensión residual inferior al doble de la tensión nominal asignada.

Protector contra sobretensiones - Serie ATSUB

Protector monofásico capaz de soportar corrientes de decenas de kiloamperios con onda 8/20μs y con tensiones residuales entre 1 y 2kV. Diferentes modelos disponibles.

Protector contra sobretensiones - Serie ATSHOCK

Protector monofásico capaz de soportar una corriente de pico de 50kA por polo y 10/350 μs de onda con una tensión residual inferior a 4kV.

Protector contra sobretensiones - Serie ATCOVER

Protector tanto en modo común como en modo diferencial. Capaz de soportar una corriente de pico de 30kA por polo y 8/20 μs de onda con una tensión residual inferior a 900V. Incluye aviso visual y conexión para aviso remoto.

Si desea obtener más información sobre los avances en seguridad y ahorro de costes que proporcionan nuestros dispositivos en el sector de la energía solar, póngase en contacto con nosotros a través de este enlace.

También puede asistir a cualquiera de nuestros seminarios web sobre seguridad contra tormentas eléctricas en el sector fotovoltaico haciendo clic en este enlace.

Referencias

[1] Gráfico de la energía solar 2011-2021. Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA)