TERMOGRAFÍA INFRARROJA APLICADA AL ANÁLISIS DEL EFECTO DE ENSUCIAMIENTO EN EQUIPOS SOLARES FOTOVOLTAICOS

El presente trabajo de investigación tiene por objetivo principal, estudiar el Fenómeno de Ensuciamiento, comúnmente producido sobre las superficies de los Equipos Solares Fotovoltaicos, mediante la utilización de Termografía Infrarroja como técnica de inspección, a través de la cuantificación del Rendimiento Energético de dos Sistemas Fotovoltaicos distintos: Sistema PV1 (Dos Módulos de Silicio Policristalino de 100 [W], iguales e independientes) y Sistema PV2 (Tres Módulos de Silicio Monocristalinos iguales, de 100 [W], conectados en paralelo).De acuerdo a lo anterior, el desarrollo experimental llevado a cabo para ambos sistemas, comprendió en el caso del sistema PV1, la comparación entre un Módulo PV Limpio de Poli-Si frente a uno Sucio (con 45 días de exposición). Para ello se llevaron a cabo, distintas series de experimentos por cada módulo por separado, en donde se midieron las principales variables asociadas a cada panel (Isc, Voc, Corriente, Voltaje y Potencia a distintas resistencias), obteniendo las Curvas Características de cada módulo, la Potencia Máxima y Eficiencia, frente a diversas condiciones de Irradiancia. Junto con lo anterior, se realizó un registro termográfico para diversos intervalos de tiempo durante los ensayos, con el objetivo de determinar la temperatura asociada a las celdas fotovoltaicas y chequear el estado de los Paneles utilizados.Para el caso del Sistema de Paneles PV de Mono-Si, el procedimiento fue similar, salvo que en éste caso, se utilizaron los mismos paneles PV para comparar la suciedad: Primero se realizaron las mediciones pertinentes a los Paneles Sucios, luego de 51 días de exposición, y luego, los paneles fueron limpiados para realizar las mediciones restantes.Los valores experimentales de Eficiencia y Rendimiento Energético obtenidos para cada ensayo experimental, fueron contrastados con los valores Teóricos obtenidos a través de la aplicación de un Modelo Matemático simple, con el objetivo de cuantificar las pérdidas asociadas al fenómeno de ensuciamiento, al corregir los resultados experimentales respecto a la influencia de la Irradiancia y Temperatura de Celda para cada serie de medición. Conforme a los resultados obtenidos a través de ésta investigación, se concluyó que el Fenómeno de Ensuciamiento para ésta Zona geográfica en Particular (Costa de la V Región), tuvo efectos negativos sobre el rendimiento energético y la eficiencia de los Sistemas Fotovoltaicos estudiados, validando finalmente a la Termografía Infrarroja, como una potente técnica para análisis del Efecto de Ensuciamiento.
 The main objective of the present work is to study the soiling effect on Photovoltaic devices, using Infrared Thermography as technique of PV inspection to quantify the Energy yield of two different Photovoltaic Systems: PV1 System (two identical Polycrystalline Silicon Modules, 100 [W]) and PV2 System (three identical Monocrystalline Silicon Modules, 100 [W],which are connected in parallel).For the PV1 System, the experimental process included the comparison between a clean PV module versus a soiled PV module after 45 days of outdoor exposure. To carry out this test, a series of experimental measurements were conducted for each module separately, where the main variables (Isc, Voc, Current, Voltage and Power output) were measured, obtaining the Characteristic Curves for each module, the Maximum Power output and Efficiency for several Irradiance conditions. Also, a thermographic analysis was performed during the experiments, this analysis had the objective of determining the temperature of the photovoltaic cells and test the PV panels used.The monocrystalline PV system undergone similar experimental measurements, however, in this case, the same PV system was used to compare the dirt by using the following method. First, soiled panels were measured after 51 days of outdoor exposure and then, the panels were cleaned to make the remaining experimental measurements.The experimental values of Efficiency and Energy yield for both PV Systems, were compared to the theoretical values obtained through the application of a simple Mathematical Model to achieve the objective of quantifying the soiling phenomenon losses by correcting the experimental results regarding the influence of Irradiance and Cell Temperature for each measurement series.According to the results obtained, it was concluded that the Soiling Phenomenon on the Coastal Valparaiso Region, had negative effects on the energy yield and the efficiency of the studied Photovoltaic Systems, which validates the Infrared Thermography as a powerful technique for analysis of the Soiling Effect.