Ingeniería extrema para condiciones extremas

Ingeniería extrema
para condiciones extremas
Planta fotovoltaica de 10 MW en Masdar
(Inversores: Sunny Central 560HE)
Las pruebas exhaustivas son la clave para conseguir un alto
rendimiento y un funcionamiento fiable
El "cinturón solar" de la Tierra ofrece unas oportunidades sin precedentes para el desarrollo de las
tecnologías fotovoltaicas
Amplio espacio, radiación solar extremadamente alta, grandes zonas sin fuentes de energía fiables... las
regiones desérticas del cinturón solar de la Tierra ofrecen unas interesantes oportunidades para las plantas
de energía solar. Pero las localidades desérticas también suponen unos enormes desafíos. Las condiciones
climáticas extremas conllevan unas altas exigencias de las tecnologías solares. Deben utilizarse unos
conceptos totalmente nuevos para que la tecnología avanzada pueda ayudar a reducir los riesgos de las
condiciones climáticas extremas. Los siguientes ejemplos nos ayudarán a ilustrar este principio.
El inversor es el componente más importante de los sistemas fotovoltaicos, ya que convierte la corriente
continua que generan los paneles en corriente alterna aprovechable.
Todos los componentes, especialmente el interior de los inversores, deben estar sellados herméticamente
para protegerlos de los efectos perjudiciales de la arena y el polvo.
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En estos lugares, las temperaturas extremas se suman a unas cargas del inversor notablemente más
elevadas. La producción puede duplicarse con rapidez, por lo que unos componentes de la máxima
calidad son el factor más importante para ampliar la vida útil de toda la instalación.
SMA está afrontando estos desafíos a través de una investigación y desarrollo avanzados para encontrar
soluciones a estos problemas con un proyecto de investigación de amplio alcance que tiene como objetivo
optimizar grandes centrales eléctricas ubicadas en regiones soleadas y con innovaciones tales como el
sistema SMA OptiCool™ para altas temperaturas. SMA realiza unas pruebas de calidad cada vez más
exigentes para simular las condiciones más extremas.
La energía proveniente de centrales eléctricas solares ubicadas en el desierto es un mercado con un
potencial considerable. Como empresa pionera a nivel tecnológico y de innovación, SMA lidera el sector
y cumple los desafíos de dichas regiones.
Pruebas de calidad de SMA
Todos los dispositivos se someten periódicamente a pruebas de resistencia para condiciones ambientales extremas
Polvo, aire marítimo, tormentas de arena, calor... son algunas de las condiciones ambientales extremas a las
que pueden estar expuestos los inversores centrales, dependiendo de su ubicación. En especial, los equipos
situados al aire libre (como los de la serie Sunny Central CP) deben soportar los peores tipos de condiciones climáticas, desde tormentas del desierto hasta enormes fluctuaciones de temperatura.
En SMA realizamos periódicamente unas exigentes pruebas de resistencia para garantizar que la calidad
de nuestros equipos está a la altura de lo prometido. Las pruebas simulan las posibles situaciones climáticas, y a menudo las hacemos incluso más extremas de lo que nos encontramos en realidad. Los resultados
se utilizan para obtener conclusiones definitivas acerca del rendimiento del inversor en una amplia variedad
de condiciones ambientales, recomendaciones para realizar una instalación optimizada e indicaciones
para desarrollar nuevos productos que se utilizarán en entornos químicamente agresivos.
A prueba de desiertos
El Sunny Central comprobado contra la arena y el polvo
Además de las fluctuaciones extremas de temperatura, las localidades desérticas tienen otra característica
que influye directamente en todos los componentes de un inversor central. Puede suceder que penetre
arena muy fina por las pequeñas aberturas y se deposite en los componentes electrónicos; debido a su
sensibilidad, esto puede suponer una situación de riesgo para el funcionamiento y la esperanza de vida
útil de toda la instalación fotovoltaica.
El sistema OptiCool integrado en el Sunny Central CP elimina este problema, como lo demuestran las
pruebas de arena y polvo realizadas por SMA, que simulan las condiciones del desierto. No hace mucho,
enviamos una unidad Sunny Central a un laboratorio de pruebas independiente para que fuera expuesto
durante un largo período de tiempo a finas partículas de polvo. En dicha instalación se utilizaron tejas
pulverizadas, cuya composición resultó ser similar a la arena del desierto de Arizona.
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Se lanzó polvo y arena directamente y en sentido horizontal contra la unidad, con una velocidad del viento
de entre 1,5 y 20 metros por segundo. Durante el experimento, los ventiladores captaron el aire y lo
hicieron circular, el procedimiento habitual realizado por el sistema OptiCool.
La prueba demostró que, aunque el exterior de la unidad y sus sellos estaban cubiertos de polvo, éste no
había conseguido penetrar hacia el interior. Lo mismo puede decirse de los ventiladores que, cuando se
extrajeron, estaban totalmente limpios de polvo. El diseño encapsulado del sistema OptiCool protegió
perfectamente las unidades y sus componentes electrónicos. Esto representa una notable ventaja cuando
hablamos de seguridad funcional, esperanza de vida útil y durabilidad.
De un extremo a otro
Inversores de SMA en la prueba de la cámara climática
En lugares como África, Asia o Norteamérica, a menudo los inversores están expuestos a unas temperaturas extremas, a las que a veces se une una elevada humedad. La consecuencia es que los componentes
están sometidos a una gran tensión, a variaciones en su rendimiento y a un alto riesgo de fallos, por lo cual
en SMA realizamos pruebas de resistencia climática en todos nuestros inversores antes de empezar a
fabricarlos en serie.
SMA dispone de su propio y moderno centro de pruebas para la tecnología solar, donde los inversores
llegan al límite de su capacidad operativa, con unas temperaturas que oscilan entre los -40 °C y
los +90 °C.
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La cámara también permite crear una humedad relativa de entre el 10% y el 95%. Los inversores se
someten a estas condiciones en unas pruebas que duran hasta 1000 horas en exposición constante.
La prueba de la cámara climática no es sólo un indicador fiable de la durabilidad de los componentes.
También proporciona unos valores extremadamente precisos referentes al rendimiento y a la conversión
de energía de cada Sunny Central, ofreciendo a los ingenieros una excepcional seguridad en la eficiencia
y fiabilidad de los dispositivos.
Experiencia unida al conocimiento: diseño SMA para grandes altitudes
El diseño especial para grandes altitudes de los equipos Sunny Central CP establece unos nuevos
estándares de durabilidad y seguridad
1 MW, Wildkogel, Austria:
la planta fotovoltaica situada a mayor altitud de Europa, a 2200 m (Inversores: Sunny Mini Central 11000TL)
Algunas ubicaciones geográficas, como las altitudes superiores a 2000 metros, se caracterizan por tener
unos parámetros atmosféricos complicados. Para poder garantizar la funcionalidad de los inversores
fotovoltaicos a estas alturas se requiere un nivel especialmente alto de experiencia y conocimientos en
tecnología solar. Ello se debe a que la tensión añadida sobre los componentes es tremendamente compleja. Y la solución también lo es. SMA ha desarrollado varias características de diseño especiales para la
serie Sunny Central CP que hacen que estas unidades sean extremadamente duraderas y resistentes a
altitudes superiores a 2000 metros; dichas características garantizan una seguridad funcional total.
En las instalaciones al aire libre ubicadas a grandes altitudes en lugares como la India o Sudamérica, la
baja presión del aire tiene un efecto negativo sobre la refrigeración. Esto se contrarresta gracias a las
temperaturas más bajas de las grandes altitudes. Por otra parte, la rigidez dieléctrica del aire disminuye
con la altitud. Las dimensiones y el voltaje máximo de las unidades Sunny Central CP están diseñados
para compensar estas circunstancias.
La corriente máxima y la producción inicial deben reducirse cuando la altitud es superior a 2000 metros.
Por encima de este límite, se endurecen todos los circuitos de voltaje de control para altitudes de hasta
4000 metros, y los inversores también se diseñan con una ventana de CC modificada. Cuanto mayor es la
elevación, más resistente debe ser el diseño; éste es el principio orientador del complejo modelo para la
serie Sunny Central CP en altitudes extremas. Así es cómo SMA puede ofrecer inversores fotovoltaicos
para todas las condiciones climáticas sin excepción, lo que supone otro éxito pionero en el desarrollo de
la tecnología solar.
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Cuando la potencia nominal supera todas las expectativas
Los modelos Sunny Central CP y HE ofrecen su mejor rendimiento a temperaturas ambiente de hasta 50 °C
Actualmente las exigencias de la tecnología solar son enormes, y siguen creciendo. Los operarios de las
plantas fotovoltaicas a escala comercial esperan unos costes competitivos y notablemente reducidos para
la energía. Esto sólo es posible si pueden ofrecer una elevada disponibilidad, unos mínimos costes del
sistema, una altísima eficiencia y la máxima potencia. Ello significa que la calidad de cada uno de los
componentes debe estar muy por encima de la media. Los inversores, como componentes centrales de
cualquier sistema fotovoltaico, deben ofrecer un rendimiento excepcional y unas excelentes productividades energéticas.
Desde siempre, los inversores SMA Sunny Central han sido conocidos por ofrecer unos resultados de alta
potencia, como por ejemplo una potencia nominal íntegra a unas temperaturas ambiente de hasta 50 °C.
Ahora, los modelos Sunny Central CP y Sunny Central HE han batido este récord. Además de conseguir
toda su potencia a 50 °C, ambos pueden ofrecer el 110% de potencia nominal en funcionamiento
continuo a unas temperaturas ambiente de hasta 25 °C.
Tanto para los inversores exteriores (CP) como para los interiores (HE), SMA ofrece el máximo rendimiento con unos bajos costes del sistema durante toda su vida útil. Funciones de alta tecnología tales como la
gestión integral de la red y el control inteligente de la energía son ventajas vitales para los operarios de
las plantas, pero la mayor ventaja es la enorme producción: el 10% por ciento de capacidad de sobrecarga a bajas temperaturas permite que pueda conectarse un número de módulos considerablemente
superior. Y con una eficiencia del 98,5%, combinada con un ciclo de vida altamente productivo, los
modelos Sunny Central CP y Sunny Central HE destacan entre su clase.
Con más de 800 proyectos de alta potencia en
todo el mundo que totalizan una capacidad de
inversores superior a los 4 GW, la capacidad del
inversor en 2010, SMA lidera el mercado a
escala comercial.
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