Las pruebas de polaridad, de tensión en circuito abierto (Voc) y de corriente de cada string son las primeras que se hacen a un campo fotovoltaico, antes de conectarlo al inversor. La polaridad evita conectar un string al revés; la Voc confirma que el string tiene los módulos que debe y que están bien conectados; la corriente muestra que entrega lo que corresponde a la irradiancia del momento. IEC 62446-1 las incluye en la categoría 1, para todo sistema.
Las pruebas que se hacen primero
Antes de conectar un string al inversor hay que saber tres cosas: que está conectado con la polaridad correcta, que tiene todos sus módulos bien unidos y que produce la corriente que debe. Las pruebas de polaridad, de tensión en circuito abierto y de corriente responden a esas tres preguntas. Son rápidas, se hacen string por string y evitan los daños más caros de una puesta en servicio.
IEC 62446-1:2016, con su enmienda de 2018, las incluye en el régimen de categoría 1, que se aplica a todos los sistemas conectados a la red, junto con la continuidad de tierras, la prueba de las cajas de strings, las pruebas funcionales y la resistencia de aislamiento del campo. El conjunto se describe en IEC 62446-1: pruebas y documentación de sistemas FV.
- 01InspecciónConectores, rotulado y estado visible del string
- 02PolaridadAntes de cerrar fusibles o seccionadores de la caja
- 03Tensión en circuito abiertoString aislado del inversor
- 04CorrienteEn cortocircuito o en operación, según el método
- 05RegistroCon irradiancia, temperatura y hora de cada medida
Polaridad
Qué revela. Que el conductor positivo del string llega al borne positivo de la caja o del inversor, y el negativo al negativo. Un error de rotulado o un cruce en una zanja larga es fácil de cometer cuando hay cientos de strings iguales.
Por qué importa. En una caja de strings, los strings se conectan en paralelo. Si uno llega invertido, en el lazo que forma con los demás strings las tensiones se suman en lugar de oponerse. Puede circular entonces una corriente inversa alta por el string invertido. Los fusibles de string existen para limitar ese tipo de corriente, pero un error de polaridad puede dañar módulos, fusibles, seccionadores o la entrada del inversor antes de que algo lo corte.
Cuándo se hace. Con los fusibles o seccionadores de la caja abiertos y antes de conectar el inversor.
Tensión en circuito abierto (Voc)
Qué revela. La Voc de un string es, en primera aproximación, la suma de las Voc de sus módulos. Por eso es la forma más directa de saber si el string tiene el número de módulos que dice el diseño y si todos están conectados en el sentido correcto.
| Lectura frente a lo esperado | Qué suele indicar |
|---|---|
| Igual a la de los strings vecinos | String completo y bien conectado |
| Menor en aproximadamente la Voc de un módulo | Falta un módulo o hay un módulo invertido o en cortocircuito |
| Menor en una fracción de módulo | Un diodo de bypass en cortocircuito, que saca de servicio una parte del módulo |
| Cero o casi cero | String abierto: conector suelto, cable cortado, fusible abierto |
| Mayor que la de los vecinos | Un módulo de más, o un string medido con otra temperatura de celda |
Por qué se compara con lo esperado a la temperatura del momento. La Voc depende de la temperatura de las celdas: baja cuando se calientan y sube cuando se enfrían. La hoja de datos la da a 25 °C de celda, y en campo con sol las celdas están bastante más calientes. La irradiancia influye mucho menos en la Voc que en la corriente, pero también cuenta con poca luz. La forma práctica de leer la medida es doble: contra la Voc esperada corregida a la temperatura del momento y contra la de strings iguales medidos en las mismas condiciones, que es la comparación más sensible.
Puede calcular la Voc esperada de un string a una temperatura dada con nuestra herramienta gratuita de dimensionamiento de strings; el criterio del cálculo está en dimensionamiento de strings: Voc a temperatura mínima.
Seguridad. La Voc de un string de una planta puede acercarse a la tensión máxima del sistema. El instrumento y las puntas deben estar especificados para esa tensión en continua.
Corriente de string
Qué revela. Que el string entrega la corriente que corresponde a la irradiancia del momento. Una corriente baja frente a los strings vecinos apunta a sombra, suciedad, módulos de otra clase de potencia mezclados en el string o un sensor de irradiancia mal ubicado si la comparación es con lo calculado.
Dos métodos. IEC 62446-1 admite medir la corriente de cortocircuito del string o la corriente en operación con el sistema funcionando. La de cortocircuito exige un instrumento o un dispositivo previsto para cortocircuitar el string y abrir ese cortocircuito de forma segura; nunca se improvisa con un conductor, porque al abrirlo se forma un arco en corriente continua. La de operación se mide con pinza de corriente continua en el sistema ya energizado.
Por qué se compara con lo esperado a la irradiancia. La corriente del string es casi proporcional a la irradiancia en el plano de los módulos. Una medida a media mañana es menor que la Isc de la hoja de datos, y eso no es un defecto. Se compara la medida con la esperada a la irradiancia registrada y con la de los strings vecinos.
- ¿La polaridad es correcta?
- NoCorrija la conexión antes de cualquier otra prueba y antes de cerrar la caja
- Sí¿La Voc coincide con la de strings iguales?
- NoCuente módulos y revise conectores y diodos de bypass del string
- Sí¿La corriente coincide con la de strings iguales a la misma irradiancia?
- SíString apto para conectar
- NoBusque sombra, suciedad o módulos distintos; confirme con curva I-V
Prueba de las cajas de strings
La misma categoría 1 incluye la prueba de las cajas de conexión de strings. Se comprueba que cada string llegue a su posición, que los fusibles sean los del diseño, que los seccionadores operen y que la polaridad en la salida de la caja sea la correcta. Un error en la caja afecta a todos los strings que llegan a ella.
Qué hacer cuando un string no cuadra
Cuando la polaridad, la Voc o la corriente de un string no cuadran con las de sus vecinos, el siguiente paso suele ser la curva I-V del string, que muestra si el problema es un módulo, un diodo o una resistencia serie alta, y la termografía de módulos, que lo ubica. Si el inversor ya está conectado y se desconecta, el diagnóstico sigue la ruta de fallas típicas del campo fotovoltaico.
Dónde aplica
| Sistema | Cómo se hacen |
|---|---|
| Residencial | Todos los strings, en la puesta en servicio |
| Comercial e industrial | Todos los strings, con registro por caja o por entrada MPPT |
| Parque solar | Todos los strings, con registro por caja y por estación, como línea base del mantenimiento |
El campo es de baja tensión en continua en todos los casos. Lo que cambia con el tamaño es la cantidad de strings y la disciplina del registro: en un parque, una tabla de Voc y corriente por string, con hora, irradiancia y temperatura, es la herramienta de diagnóstico de los años siguientes. El panorama general del sector está en energía solar fotovoltaica en Colombia.
Ponemos en servicio su planta
Nuestro equipo hace la puesta en servicio de plantas solares en media, alta y extra alta tensión: centros de transformación, red colectora, subestación elevadora y protecciones de conexión. Las pruebas de strings en corriente continua las coordinamos con el contratista del campo, y sus registros se integran en la carpeta de energización para el operador de red. Escríbanos desde contacto.
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Referencias
- IEC 62446-1:2016+AMD1:2018, Photovoltaic (PV) systems – Requirements for testing, documentation and maintenance – Part 1: Grid connected systems – Documentation, commissioning tests and inspection.
- IEC 62548-1:2023, Photovoltaic (PV) arrays – Part 1: Design requirements.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la Voc medida no coincide con la de la hoja de datos?
Porque la hoja de datos da la Voc en condiciones de prueba estándar, con 25 °C de celda. En campo la temperatura de las celdas casi nunca es esa: con sol, las celdas están calientes y la Voc baja; al amanecer, frías, y la Voc sube. La medida se compara con la esperada a la temperatura del momento y, sobre todo, con la de los strings iguales medidos en las mismas condiciones.
¿Qué pasa si se conecta un string con la polaridad invertida?
En una caja de strings en paralelo, el string invertido queda en serie con los demás en lugar de en paralelo y puede circular por él una corriente inversa alta, que dañe módulos, fusibles o la entrada del inversor. Por eso la polaridad se comprueba antes de cerrar los fusibles o los seccionadores y antes de conectar el inversor.
¿La corriente del string se mide en cortocircuito o en operación?
IEC 62446-1 admite las dos: la corriente de cortocircuito, con un instrumento o dispositivo previsto para cortocircuitar el string de forma segura, o la corriente en operación, con el sistema funcionando. En ambos casos el valor se compara con el esperado según la irradiancia del momento.