Prolongar la vida útil de los Techos Solares

Prolongar la vida útil de los Techos Solares

 

En opinión de Glenn Shellenberger, director de proyectos e ingeniero técnico de ventas en Clean Energy Associates. CEA ha realizado más de 8 GW de trabajos de inspección y servicios de ingeniería a terceros para algunos de los mayores EPC, O&M y centros solares corporativos del mundo.

“Tanto si es propietario de una vivienda o de una empresa y quiere reducir su factura de electricidad como si busca formas de reducir su huella de carbono, es probable que haya estudiado o haya instalado ya energía solar en su techo, segmento del sector energía destinado aun crecimiento sin precedentes.

El tamaño del mercado mundial de la energía solar en techos se valoró en 62.400 millones de dólares en 2019 y se prevé que progrese a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 6,9 por ciento de 2020 a 2025, según un reciente informe publicado por Industry ARC.

Los beneficios de la energía solar en los techos son enormes. Con los precios de la energía fotovoltaica lo suficientemente bajos como para competir con los precios de la red, los impactos del Cambio Climático en aumento, el ahorro de energía y de carbono fácilmente calculable, y su tejado probablemente sin uso, nunca ha habido un mejor momento para incorporar la energía solar.

Sin embargo, debido a dudosas prácticas de instalación, la intensa competencia de los fabricantes y los motivos a veces contradictorios entre los proveedores de operaciones y mantenimiento (O&M) y los propietarios finales, el riesgo de incendios en las instalaciones en tejados es común.

Según una muestra de cientos de inspecciones de techos a escala comercial realizadas por Clean Energy Associates (CEA) en todo el mundo, más del 90 por ciento de los techos inspeccionados presentaban importantes riesgos de seguridad y alta posibilidad de incendios.

Basta con realizar una simple búsqueda en Google para encontrar ejemplos de estos riesgos que se han convertido en incendios reales y han provocado costosos daños, interrupciones de la actividad comercial, cierres de tiendas, interrupciones de centros de datos, etc. Afortunadamente, a pesar de la prevalencia de los riesgos, las causas, la identificación y la reparación y resolución son sorprendentemente sencillas.

Problemas comunes

Empecemos por las causas. Los tres problemas más comunes del riesgo de incendio potencialmente inmediato son:

Cables afilados en los bordes

Terminaciones deficientes en los inversores/ cables “pelados”

Conectores mal hechos o mal emparejados/cruzados

Cada uno de estos problemas supone un riesgo de incendio potencialmente inmediato. Pero muchos sistemas pueden funcionar bien durante años sin incidentes antes de provocar un incendio. Afortunadamente, estas ‘bombas de relojería’ pueden identificarse fácilmente realizando una inspección visual exhaustiva del sistema, y normalmente también se pueden solucionar fácilmente. Entonces, ¿Cómo surgen estos problemas relativamente triviales en primer lugar, y por qué son tan frecuentes en la industria en todo el mundo?

La respuesta a esta pregunta se divide en tres categorías: prácticas de instalación incoherentes y muy variadas, información inexacta o incompleta sobre los conectores y motivos contradictorios entre los proveedores de servicios de operación y mantenimiento y los propietarios de los sistemas.

El primer problema es bastante sencillo y se explica por sí mismo. Normalmente, las empresas contratan la instalación a uno o varios grupos de instalación de terceros. La energía solar para techos de uso comercial sigue siendo un campo relativamente nuevo, y los puestos de trabajo en el sector de la energía solar han quintuplicado la tasa de crecimiento global del empleo en Estados Unidos durante la última década. La formación incompleta o incoherente se asocia, lógicamente, a este tipo de rápida expansión del sector y es una de las principales causas de riesgo de incendio en los tejados comerciales.

La segunda, y más importante, causa de estos riesgos de incendio es la información incompleta y a veces inexacta sobre los conectores de los módulos solares.

En resumen, los módulos solares sobre techo suelen instalarse en cadenas de módulos conectados en serie (normalmente entre 18 y 20 módulos para sistemas comerciales/industriales) antes de conectarlos finalmente a un inversor. La distancia entre un módulo y el siguiente en una cadena es estándar. Por lo tanto, las conexiones del mazo de cables de módulo a módulo en la cadena se realizan en fábrica.

Sin embargo, como la distancia entre el extremo de la cadena y el inversor varía, esas conexiones (módulo a inversor e inversor a panel) suelen ser conectores “hechos en el campo” que se montan in situ en lugar de en la fábrica.

Siempre existe el riesgo de que un instalador cree conectores hechos in situ sin darse cuenta de que no coinciden. Pero el mayor problema de la industria que contribuye a que los conectores estén mal hechos es la información incoherente e imprecisa de los fabricantes sobre qué conectores son compatibles entre sí. Si las conexiones hechas sobre el terreno utilizan un hardware diferente al de los conectores de módulo a módulo de la cadena, o si no se ensamblan e instalan según las especificaciones del fabricante, existe un riesgo significativo de que se produzca un punto caliente. Esto, a su vez, puede provocar un incendio. Los conectores mal montados o mal hechos son una causa común de los incendios en techos solares; en algunos casos representan el 100 por ciento de los conectores de una instalación.

Un recurso importante es la actualización del Código Eléctrico Nacional (NEC) sobre esta cuestión, que establece: “Cuando los conectores que se acoplan no son del mismo tipo y marca, deberán estar listados e identificados para su intermitencia, como se describe en las instrucciones del fabricante”. Sin embargo, si no se imparte la formación adecuada, es probable que persista el problema de las conexiones inadecuadas realizadas en el campo”.

Con el auge de los fabricantes de conectores, las empresas pueden incluir su conector como “compatible con el conector X” en su documentación de marketing, pero sin el listado de UL ni la documentación que respalde tal afirmación. Esto lleva a los instaladores a pensar que los conectores no coincidentes son compatibles, cuando, en realidad, no lo son. En términos de gravedad, se trata de un problema global y la principal causa de riesgo de incendio detectada por nuestros inspectores.

La tercera causa común de que los riesgos de incendio no se identifiquen y resuelvan con prontitud es la complicada naturaleza de los acuerdos entre una empresa de O&M y un propietario final del sistema. Tal y como están redactados estos acuerdos, la empresa de O&M está obligada a solucionar los problemas conocidos y a realizar inspecciones frecuentes. También en este caso, los inspectores enviados para realizar estas inspecciones pueden tener una experiencia muy variada.

Sin embargo, lo más importante es que se les puede desincentivar para que dediquen mucho tiempo a buscar problemas que, en última instancia, tendrían que resolver.

En lugar de realizar una inspección fila por fila, que requiere mucho tiempo y que podría identificar fácilmente problemas como cables afilados en los bordes, terminaciones deficientes o conectores mal emparejados, los inspectores de O&M pueden optar por realizar pruebas de rendimiento del sistema e inspeccionar solo una muestra de los módulos.

Entender el riesgo

Entender cómo hemos llegado a este punto es importante. Pero los propietarios de las instalaciones deben entender cómo pueden comprobar si hay riesgos de incendio en sus instalaciones actuales y resolverlos lo antes posible. La buena noticia es que la identificación y resolución de estos problemas es relativamente sencilla.

Paso 1: Desconectar una instalación: Con un grupo de profesionales con licencia, siga los procedimientos adecuados y asegúrese de que el sistema está en un estado seguro de desconexión.

Paso 2: Realizar una inspección visual en profundidad y pruebas de desconexión del sistema: Debido a la gravedad y prevalencia de estos riesgos de incendio, se recomienda a los inspectores cualificados que realicen una inspección visual en profundidad (sistema apagado).

La prueba de apagado del sistema también debe incluir una prueba de resistencia de aislamiento de CC (DC IRT) para comprobar la fuga de corriente en los cables de CA, y una prueba de continuidad para garantizar la correcta conexión a tierra de los componentes.

Paso 3: Realice las inspecciones de puesta en marcha del sistema: Una vez resueltos los problemas de seguridad detectados durante la inspección visual y las pruebas de desactivación del sistema y eliminados los riesgos de seguridad que plantean, vuelva a conectar la energía al emplazamiento y realice un escaneado térmico del sistema de los componentes (inversores, conectores hechos sobre el terreno, conectores hechos en fábrica, centros de carga, cajas, inversores, etc.).

En todas las exploraciones térmicas, busque un cambio de temperatura (ΔT), con una variación lo suficientemente grande respecto a una temperatura media determinada de otros componentes idénticos in situ. Por último, confirme que los inversores funcionan correctamente, sin irregularidades ni fallos, y que las capacidades de supervisión están conectadas y funcionan correctamente.

Con el aumento de la demanda y el crecimiento previsto del sector de la energía solar en techos, es probable que el problema de los incendios y otros riesgos para la seguridad no haga más que empeorar si no se pone remedio, por lo que es imprescindible asegurarse de que el sistema está instalado correctamente y no funciona con riesgos.

Encontrar y resolver los riesgos de seguridad en sus instalaciones solares sobre techo es sencillo, y realizar la debida diligencia por adelantado puede ahorrar costes significativos (tanto reales como de reputación). Si su instalación lleva más de cinco años en funcionamiento, existe un mayor riesgo de que estos problemas estén presentes. Confiar en el ojo experto de un instalador certificado es la mejor manera de comprobar que su techo no presenta riesgos de incendio.

Compruebe que recurre a un instalador con buenas referencias y ponga la debida diligencia en su contrato de operación y mantenimiento por adelantado para garantizar un mantenimiento e inspecciones regulares y adecuados. Contratar a un tercero para que valide los resultados de sus inspectores de O&M o para que aporte un nivel de escrutinio adicional e imparcial puede ayudar a garantizar que se detecten los riesgos de seguridad y que se elabore un plan de corrección para resolverlos.”