Termografía infrarroja de bajo costo como soporte para la investigación sobre degradación de paneles fotovoltaicos
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.20200689Palabras clave:
termografía, bajo costo, cámara térmica, procesamiento de imágenes, sensor de temperaturaResumen
El análisis del deterioro de paneles fotovoltaicos permite a los investigadores conocer el estado de salud de un panel con el objetivo de determinar el funcionamiento global de una granja fotovoltaica. Una parte de este análisis se realiza mediante termografía, utilizando generalmente equipos profesionales y de costos elevados. Este artículo se presenta una validación para el uso de cámaras termográficas de bajo costo, revisando el error relativo que se puede obtener mediante análisis de dispersión, contorno y mallas tridimensionales. El procedimiento es validado mediante análisis de curvas I-V/P-V y una matriz de sensores de temperatura, llegando a errores menores del 10% con cámaras con inferiores a 500USD.
Descargas
Citas
R. Usamentiaga and et al, “Infrared thermography for temperature measurement and non-destructive testing,” Sensors (Basel), vol. 14, no. 7, July 2014. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/s140712305
K. Delac and M. Grgic, “Detecting hot spots in photovoltaic panels using low-cost thermal cameras,” in Ibero-American Congress on Information Management and Big Data (ICSC-CITIES 2019), 2019, pp. 38– 53.
P. Battalwar, J. Gokhale, and U. Bansod, “Infrared thermography and IR camera,” Int. J. Res. Sci. Eng, vol. 1, no. 3, pp. 9–14, 2015.
E. Ruggeri, B. B. Van, O. Isabella, and M. Zeman, “Electroluminescence and dark lock-in thermography for the quality assessment of metal-wrap-through solar devices,” IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 8, no. 5, September 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2018.2850530
C. Toledo, L. Serrano, J. Abad, A. Lampitelli, and A. Urbina, “Measurement of thermal and electrical parameters in photovoltaic systems for predictive and cross-correlated monitorization,” Energies, vol. 12, no. 4, February 2019. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/en12040668
R. L. Do Santos, J. S. Ferreira, G. E. Martins, K. C. de Souza, and E. M. Sá, “Low cost educational tool to trace the curves PV modules,” IEEE Latin America Transactions, vol. 15, no. 8, January 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/TLA.2017.7994784
M. Dhimish, V. Holmes, B. Mehrdadi, M. Dales, and P. Mather, “PV output power enhancement using two mitigation techniques for hot spots and partially shaded solar cells,” Electr. Power Syst. Res., vol. 158, May 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.01.002
M. Dhimish and V. Holmes and B. Mehrdadi and M. Dales and P. Mather, “Design and implementation of a photovoltaic I-V curve tracer: Solar modules characterization under real operating conditions,” Energy Convers. Manag., vol. 169, August 1 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.05.046
Z. A. Jaffery, A. K. Dubey, Irshad, and A. Haque, “Scheme for predictive fault diagnosis in photovoltaic modules using thermal imaging,” Infrared Phys. Technol., vol. 83, June 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.infrared.2017.04.015
A. M. Salazar and E. Q. Macabebe, “Hotspots detection in photovoltaic modules using infrared thermography,” MATEC Web of Conferences, vol. 70, January 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1051/matecconf/20167010015
J. L. Espinoza, L. G. Gonzalez, and R. Sempertegui, “Micro grid laboratory as a tool for research on non-conventional energy sources in Ecuador,” in 2017 IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing (ROPEC), Ixtapa, Mexico, 2017.
FLIR® Systems, Inc. Thermal analysis and reporting (desktop)FLIR tools. [FLIR Systems, Inc.]. Accessed Nov. 14, 2019. [Online]. Available: https://bit.ly/2TOlRNu
Solmetric Corporation. (2010) Solmetric PVA-600 PV Analyzer User’s Guide. Solmetric Corporation. [Online]. Available: https://bit.ly/3cfmwhw
Athersa. (2019) Paneles solares policristalinos. [Athersa Shop]. Accessed Nov, 2019. [Online]. Available: https://bit.ly/3gKFa4r
N. Kawasaki, “Energía fotovoltaica, trazador de curvas V-I para seguimiento de módulos solares,” Undergraduate degree, Departamento de Sistemas Energéticos, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, España, 1996.
A. Hemza, H. Abdeslam, C. Rachid, and N. Aoun, “Simplified methods for evaluating the degradation of photovoltaic module and modeling considering partial shading,” Meas. J. Int. Meas. Confed., vol. 138, February 2019. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1016/j.measurement.2019.01.098
J. E. Quiroz, J. S. Stein, C. K. Carmignani, and K. Gillispie, “Insitu module-level I-V tracers for novel PV monitoring,” in 2015 IEEE 42nd Photovoltaic Specialist Conference (PVSC), New Orleans, LA, USA, 2015.
K. A. Kim, G. S. Seo, B. H. Cho, and P. T. Krein, “Photovoltaic hot-spot detection for solar panel substrings using AC parameter characterization,” IEEE Trans. Power Electron., vol. 31, no. 2, February 2016. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/TPEL.2015.2417548
S. Gallardo, L. Hernandez, and O. Duque, “Image resolution influence in aerial thermographic inspections of photovoltaic plants,” IEEE Trans. Ind. Informatics, vol. 14, no. 12, December 2016. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1109/TII.2018.2865403
W. Zaaiman. (2012) Solar irradiance and photovoltaic measurements from solar radiation to PV arrays. European Commission, Joint Research Center. Ispra, ITL.
W. Chine and et al, “A novel fault diagnosis technique for photovoltaic systems based on artificial neural networks,” Renew. Energy, vol. 90, May 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.01.036
R. Koprowski, “Some selected quantitative methods of thermal image analysis in Matlab,” J. Biophotonics, vol. 9, no. 5, May 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1002/jbio.201500224
J. A. Tsanakas, L. Ha, and C. Buerhop, “Faults and infrared thermographic diagnosis in operating c-Si photovoltaic modules: A review of research and future challenges,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 62, September 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.04.079
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2019 Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.
Twitter