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ES2848899A1 - METHOD OF MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD AND THE DEVICES USED (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

METHOD OF MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD AND THE DEVICES USED (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2848899A1
ES2848899A1 ES202030117A ES202030117A ES2848899A1 ES 2848899 A1 ES2848899 A1 ES 2848899A1 ES 202030117 A ES202030117 A ES 202030117A ES 202030117 A ES202030117 A ES 202030117A ES 2848899 A1 ES2848899 A1 ES 2848899A1
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ES
Spain
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solar
measurement
modules
devices
measuring
Prior art date
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ES202030117A
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Spanish (es)
Inventor
Alvarez Eduardo Marcos
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Original Assignee
Individual
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Method of measurement and analysis of the photovoltaic solar field and the devices used characterized by permanently measuring and sending over the internet the measurements of the electric current and orientation of each string of modules of a solar plant, solar radiation in the orientation plane of the modules and ambient temperature to a server, which stores, processes data, generates alerts and reports, allowing different devices to access information and alerts via the Internet and all of this using a set of self-powered measuring and communication devices and communicated wirelessly between they. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOSMETHOD OF MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD AND THE DEVICES USED

CAMPO DE LA INVENCIÓNFIELD OF THE INVENTION

La invención denominada MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS se encuadra en el campo de la industria de las energías renovables, concretamente la relacionada con la conversión de la energía solar en energía eléctrica mediante el uso de paneles solares fotovoltaicos, que producen energía eléctrica.The invention called PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD MEASUREMENT AND ANALYSIS METHOD AND THE DEVICES USED falls within the field of the renewable energy industry, specifically that related to the conversion of solar energy into electrical energy through the use of photovoltaic solar panels, that produce electrical energy.

ESTADO DE LA TÉCNICA Y PROBLEMAS A SOLUCIONARSTATE OF THE TECHNIQUE AND PROBLEMS TO SOLVE

En la actualidad las plantas solares que se están realizando tienen tamaños comprendidos entre 20 y 500 MW. Los módulos que se emplean para estas instalaciones son de potencias comprendidas entre 330 y 400 W cada uno.Currently the solar plants that are being built have sizes between 20 and 500 MW. The modules used for these installations have powers between 330 and 400 W each.

Todas las instalaciones solares se conectan siguiendo el mismo esquema eléctrico: conexionando los módulos solares en serie y formando lo que en el sector se llama un “STRING”, y que en la actualidad suele ser de 30 módulos solares. Los strings se interconectan entre ellos en paralelo.All solar installations are connected following the same electrical scheme: connecting the solar modules in series and forming what in the sector is called a “STRING”, which currently consists of 30 solar modules. The strings are interconnected with each other in parallel.

Según lo dicho anteriormente, para una planta solar de 100 MWp que empleara módulos de 350W de potencia cada uno; se necesitarían 285.750 módulos que se conectarían en 9525 series o strings de 30 módulos. Considerando que los módulos tienen una superficie de 2 m2 y que se deben dejar espacios entre ellos para que no se den sombra unos a otros, el espacio mínimo recomendado para instalar esta planta será de 2.000.000 m2As previously mentioned, for a 100 MWp solar plant that used modules of 350W of power each; 285,750 modules would be needed that would be connected in 9525 series or strings of 30 modules. Considering that the modules have a surface area of 2 m2 and that spaces must be left between them so that they do not shade each other, the minimum recommended space to install this plant will be 2,000,000 m2

Los módulos se conectan en una serie, positivo con negativo de uno a otro, de forma que por todos los módulos de esa serie pasa la misma corriente (intensidad - Amperios) y la tensión de los extremos de la serie es igual a la suma de las tensiones de todos los módulos. La cantidad máxima de módulos que podemos conectar en serie viene dada por la tensión de trabajo del sistema, que en la actualidad es habitualmente de 1500 Vdc. The modules are connected in a series, positive with negative from one to the other, so that the same current passes through all the modules of that series (intensity - Amps) and the voltage at the ends of the series is equal to the sum of the voltages of all modules. The maximum number of modules that we can connect in series is given by the working voltage of the system, which is currently 1500 Vdc.

La corriente eléctrica generada en cada momento dependerá de las características eléctricas de los módulos solares, de las condiciones ambientales (radiación solar, temperatura, humedad, viento), de la orientación de los módulos y otros factores como sombras y factores de diseño de la instalación. Si por algún motivo un módulo funcionara mal y no dejara pasar la corriente, todos los módulos de la serie se verían afectados por el defecto de uno.The electrical current generated at each moment will depend on the electrical characteristics of the solar modules, the environmental conditions (solar radiation, temperature, humidity, wind), the orientation of the modules and other factors such as shadows and design factors of the installation. . If for some reason a module malfunctions and does not allow current to pass, all modules in the series would be affected by the defect of one.

SITUACIÓN ACTUALCURRENT SITUATION

Actualmente no se hace una medida detallada de la producción del campo solar. Desde los inversores solares se hace un control de la corriente de conjuntos de 16, 20 o 24 strings, por lo que si falla algún módulo solar es prácticamente imposible detectarlo, con el consiguiente, riesgo eléctrico para las personas, pérdida de producción eléctrica y dinero.A detailed measurement of solar field production is not currently made. Solar inverters control the current of sets of 16, 20 or 24 strings, so if a solar module fails it is practically impossible to detect it, with the consequent electrical risk for people, loss of electricity production and money. .

Existen en el mercado sistemas de medida de la corriente del campo solar que se instalan en los cuadros de conexionado de strings (llamados string box o cuadro de agrupación de primer nivel), pero la necesidad de suministro eléctrico AC y cable de comunicación, junto con el elevado precio de estos productos hace que estos sistemas no se instalen de manera masiva.There are solar field current measurement systems on the market that are installed in the string connection boxes (called string box or first level grouping box), but the need for AC power supply and communication cable, together with the high price of these products means that these systems are not installed in a massive way.

Algunas empresas, dentro de los trabajos planificados de Operación y Mantenimiento (O&M), miden con pinzas amperimétricas la corriente de los strings uno a uno o realizan vuelos con drones con cámaras termográficas, pero estas actividades no garantizan la detección de algunos problemas eléctricos específicos.Some companies, within the planned Operation and Maintenance (O&M) work, measure the current of the strings one by one with current clamps or carry out flights with drones with thermal imaging cameras, but these activities do not guarantee the detection of some specific electrical problems.

En el ejemplo anterior de la planta solar de 100 MW la cantidad de medidas a tomar permanentemente sería de 9525 medidas de intensidad e inclinación y al menos 10 medidas de radiación e inclinación y temperatura repartidas en 2.000.000 m2In the previous example of the 100 MW solar plant, the number of measurements to be taken permanently would be 9,525 measurements of intensity and inclination and at least 10 measurements of radiation and inclination and temperature spread over 2,000,000 m2.

SOLUCIONES BRINDADAS CON LA PRESENTE INVENCIÓNSOLUTIONS PROVIDED WITH THE PRESENT INVENTION

Con el nuevo sistema diseñado, se mide y compara permanentemente la corriente producida y los factores que la afectan y modifican en tiempo real de forma que:With the new designed system, the current produced and the factors that affect and modify it are permanently measured and compared in real time so that:

a) Se conoce el estado de funcionamiento del campo solar permanentemente. a) The state of operation of the solar field is known permanently.

b) El sistema detecta, localiza, determina e informa de averías instantáneamente. c) Permite aumentar la producción eléctrica, porque las averías se detectan antes. d) Localiza y alerta de áreas con potencial riesgo eléctrico.b) The system detects, locates, determines and reports faults instantly. c) It allows to increase electricity production, because faults are detected earlier. d) Locate and alert to areas with potential electrical risk.

e) Los tiempos de detección de fallos pasan de meses o años a segundos.e) Failure detection times go from months or years to seconds.

f) Permite conocer el rendimiento de los módulos solares y tener un registro detallado para determinar deterioro o envejecimiento de los paneles solares.f) It allows to know the performance of the solar modules and to have a detailed record to determine deterioration or aging of the solar panels.

g) Detecta instantáneamente la desconexión de un módulo.g) Instantly detects the disconnection of a module.

h) En el caso de inversores solares con capacidad de inyectar corriente por la noche en los módulos este sistema permite detectar la ausencia de módulos por hurto.h) In the case of solar inverters capable of injecting current into the modules at night, this system allows detecting the absence of modules due to theft.

Todo lo anterior se consigue por medio de la instalación de dispositivos de medida y comunicación autoalimentados y con comunicación inalámbrica, pudiéndose implantar en cualquier planta solar independientemente de su diseño y sin necesidad de usar alimentación eléctrica ni comunicación de la planta.All of the above is achieved through the installation of self-powered measuring and communication devices with wireless communication, which can be implemented in any solar plant regardless of its design and without the need to use power supply or plant communication.

Al tener una lectura instantánea de la corriente producida por todos los módulos, se podrá detectar de manera inmediata cualquier fallo.By having an instantaneous reading of the current produced by all the modules, any fault can be detected immediately.

El equipo de O&M conocerá el fallo y su ubicación de forma que se minimizarán los riesgos en el trabajo.The O&M team will know the fault and its location so that risks on the job will be minimized.

Se maximizará la producción eléctrica.Electricity production will be maximized.

Se podrá obtener datos fundamentales a la hora de reclamar una sustitución de módulos por incumplimiento de garantía.Fundamental data can be obtained when claiming a module replacement due to breach of warranty.

Se podrá analizar el rendimiento de los módulosThe performance of the modules can be analyzed

Se asegurará de manera eficiente el buen funcionamiento de la instalación.The proper functioning of the installation will be efficiently ensured.

Se mejorará la vida útil de la planta.The useful life of the plant will be improved.

Se podrá analizar la orientación solar de todos los seguidores de la planta y su efecto en la corriente producida.It will be possible to analyze the solar orientation of all the followers of the plant and its effect on the current produced.

Se podrá realizar un análisis de sombras y efecto de estas para la optimización de la producción.An analysis of shadows and their effect can be carried out for the optimization of production.

Se podrá detectar robos de módulos.Module theft can be detected.

OBJETO DE LA INVENCIONOBJECT OF THE INVENTION

La invención denominada MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS consiste en un método para controlar la producción de energía y rendimiento del campo fotovoltaico, midiendo la corriente que pasa por los módulos, condiciones ambientales y orientación de los módulos, mediante la utilización de un conjunto de dispositivos de medida y comunicación autoalimentados y con comunicación inalámbrica, que envían la información adquirida a una base de datos en internet y un servidor analiza, permitiendo a distintos dispositivos acceder a la información y alertas vía internet.The invention called PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD MEASUREMENT AND ANALYSIS METHOD AND THE DEVICES USED consists of a method to control the energy production and performance of the photovoltaic field, measuring the current that passes through the modules, environmental conditions and orientation of the modules, through the use of a set of self-powered measurement and communication devices with wireless communication, which send the information acquired from a database on the internet and a server analyzes, allowing different devices to access information and alerts via the internet.

Los dispositivos de medida de corriente DC y orientación se colocan en cualquier punto de las conexiones entre dos módulos contiguos de cada string, siendo necesarios tantos dispositivos como strings tenga la instalación y:The devices for measuring DC current and orientation are placed at any point in the connections between two contiguous modules of each string, requiring as many devices as there are strings in the installation and:

1) miden la corriente eléctrica DC de cada string y la orientación de los módulos solares. 2) se alimentan por medio de una instalación solar propia independiente mediante la utilización de un pequeño módulo solar, un regulador y una batería,1) measure the DC electric current of each string and the orientation of the solar modules. 2) they are powered by their own independent solar installation using a small solar module, a regulator and a battery,

3) se fijan, por medio de imanes, tornillos, grapas u otro sistema de conexión rápida al marco de los módulos solares o a la estructura soporte de los módulos,3) they are fixed, by means of magnets, screws, staples or other quick connection system to the frame of the solar modules or to the support structure of the modules,

4) se comunican con los dispositivos de comunicación mediante la red inalámbrica generada por todos los dispositivos.4) communicate with communication devices through the wireless network generated by all devices.

Los dispositivos de medida de radiación solar, o intensidad lumínica en el plano de orientación, y temperatura se colocan en cualquier punto del campo solar agrupando áreas de alrededor de 750 strings y:The devices for measuring solar radiation, or light intensity in the orientation plane, and temperature are placed at any point in the solar field grouping areas of around 750 strings and:

1) miden la radiación solar en el plano de los módulos solares, y la temperatura ambiente, 2) se alimentan por medio de una instalación solar propia independiente mediante la utilización de un pequeño módulo solar, un regulador y una batería,1) they measure the solar radiation in the plane of the solar modules, and the ambient temperature, 2) they are powered by means of their own independent solar installation using a small solar module, a regulator and a battery,

3) se fijan, por medio de imanes, tornillos, grapas u otro sistema de conexión rápida al marco de los módulos solares o a la estructura soporte de los módulos,3) they are fixed, by means of magnets, screws, staples or other quick connection system to the frame of the solar modules or to the support structure of the modules,

4) se comunican con los dispositivos de comunicación mediante la red inalámbrica generada por todos los dispositivos.4) communicate with communication devices through the wireless network generated by all devices.

Los dispositivos de comunicación se colocan en cualquier punto del campo solar agrupando áreas de alrededor de 750 strings y:The communication devices are placed at any point in the solar field grouping areas of around 750 strings and:

1) reciben las señales de todos los dispositivos de medida que están a su alrededor1) receive signals from all measuring devices around them

2) se alimentan por medio de una instalación solar propia independiente mediante la utilización de un pequeño módulo solar, un regulador y una batería,2) they are powered by their own independent solar installation using a small solar module, a regulator and a battery,

3) se fijan, por medio de imanes, tornillos, grapas u otro sistema de conexión rápida al marco de los módulos solares, a la estructura soporte de los módulos, o edificación de la instalación.3) are fixed, by means of magnets, screws, staples or other quick connection system to the frame of the solar modules, to the supporting structure of the modules, or building of the installation.

4) Los dispositivos de comunicación mandan los datos recogidos al servidor por internet preferiblemente por medio de interfaz ethernet o 3G/4G.4) The communication devices send the collected data to the server over the internet, preferably through an ethernet or 3G / 4G interface.

El servidor almacena los de datos, genera los informes y alarmas necesarias.The server stores the data, generates the necessary reports and alarms.

Resumiendo, el objeto de todo el conjunto es medir y analizar permanentemente el funcionamiento del campo solar e informar sobre el funcionamiento y alarmas. Todo ello con equipos autoalimentados y comunicación inalámbrica, que permiten la implantación del sistema en cualquier planta solar independientemente de su diseño y sin afectar ni usar ningún servicio de la planta solar.In short, the purpose of the entire set is to permanently measure and analyze the operation of the solar field and report on the operation and alarms. All this with self-powered equipment and wireless communication, which allow the implementation of the system in any solar plant regardless of its design and without affecting or using any service of the solar plant.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

A fin de que quede mejor explicado el objeto de la invención, el MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS, ha sido esquematizado en una de sus modalidades de realización preferida, la cual asume un carácter de ejemplo demostrativo no limitativo de su alcance, de forma tal que:In order to better explain the object of the invention, the METHOD OF MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD AND THE DEVICES USED , has been schematized in one of its preferred embodiments, which assumes a character of non-limiting demonstrative example within your reach, so that:

La Fig. 1 es una vista esquemática de la interrelación de los dispositivos utilizados en el método de medida y análisis, en el que se aprecia que todos los dispositivos se comunican inalámbricamente formando una nube de equipos receptores/emisores. Los dispositivos de comunicación envían la información a la nube, en internet, para que desde allí pueda ser tomada por el servidor que procesará los datos guardándolos en bases de datos, permitiendo a distintos dispositivos acceder a la información y alertas vía internet.Fig. 1 is a schematic view of the interrelation of the devices used in the measurement and analysis method, in which it can be seen that all the devices communicate wirelessly, forming a cloud of receiver / transmitter equipment. The communication devices send the information to the cloud, on the Internet, so that from there it can be taken by the server that will process the data, saving it in databases, allowing different devices to access the information and alerts via the Internet.

La Fig. 2 es una vista esquemática de los componentes de los dispositivos de medida de corriente DC y orientación, formado por cable solar (1) y conectores solares (2), una carcasa envolvente (3) que agrupa en su interior un sistema de suministro eléctrico independiente (4), compuesto por panel solar en la tapa de la carcasa, regulador y batería, una unidad de control programada (5) con antena de comunicación, un sensor de medida de corriente (6) por efecto hall y un giroscopio (7).Fig. 2 is a schematic view of the components of the DC current measurement devices and orientation, formed by solar cable (1) and solar connectors (2), an enveloping casing (3) that groups inside a system of independent power supply (4), consisting of a solar panel on the housing cover, regulator and battery, a programmed control unit (5) with communication antenna, a hall effect current measurement sensor (6) and a gyroscope (7).

La Fig. 3 es una vista esquemática de los componentes de los dispositivos de medida de radiación solar y temperatura, formado por una carcasa envolvente (8) que agrupa en su interior un sistema de suministro eléctrico independiente (9), compuesto por panel solar en la tapa de la carcasa, regulador y batería, una unidad de control programada (10) con antena de comunicación y piranómetro (11), sensor de temperatura (12) y giroscopio (11) en el exterior.Fig. 3 is a schematic view of the components of the measuring devices of solar radiation and temperature, formed by an enclosing casing (8) that includes an independent electrical supply system (9), composed of a solar panel on the casing cover, regulator and battery, a programmed control unit (10 ) with communication antenna and pyranometer (11), temperature sensor (12) and gyroscope (11) outside.

La Fig. 4 es una vista esquemática de los componentes de los dispositivos de comunicación, formado por una carcasa envolvente (13) que agrupa en su interior un sistema de suministro eléctrico independiente (14), compuesto por panel solar en la tapa de la carcasa, regulador y batería, una unidad de control programada (15) con antena de comunicación y unidad de comunicación (16) ethernet, o 3G/4GFig. 4 is a schematic view of the components of the communication devices, formed by an enveloping casing (13) that groups inside an independent electrical supply system (14), composed of a solar panel on the cover of the casing. , regulator and battery, a programmed control unit (15) with communication antenna and communication unit (16) ethernet, or 3G / 4G

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La invención denominada MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS consiste en un conjunto de dispositivos de medida, conectados entre sí de forma inalámbrica a varios dispositivos de comunicación, que envían los datos por internet a un servidor. El servidor procesa los datos obtenidos permitiendo un análisis y verificación del estado del funcionamiento del campo solar, generando avisos de fallas y su localización en tiempo real, registros del historial del funcionamiento de cada string, medida y análisis de la corriente eléctrica, permitiendo a distintos dispositivos acceder a la información y alertas vía internet.The invention called PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD MEASUREMENT AND ANALYSIS METHOD AND THE DEVICES USED consists of a set of measurement devices, connected to each other wirelessly to various communication devices, which send the data over the internet to a server. The server processes the data obtained allowing an analysis and verification of the state of the solar field operation, generating fault warnings and their location in real time, records of the operation history of each string, measurement and analysis of the electric current, allowing different devices access information and alerts via the internet.

El sistema tiene dos tipos de dispositivos de medida, el primero mide la corriente producida por un string y su orientación, se colocará en cualquier punto de las conexiones entre dos módulos contiguos de cada string. Se colocará un dispositivo de chequeo por cada string. El segundo tipo de dispositivo de medida mide la radiación en el plano de orientación de los módulos y temperatura ambiente. Se coloca un dispositivo por área de planta, que dependerá de la geometría de la planta solar.The system has two types of measurement devices, the first one measures the current produced by a string and its orientation, it will be placed at any point in the connections between two contiguous modules of each string. A checking device will be placed for each string. The second type of measuring device measures radiation in the plane of orientation of the modules and ambient temperature. One device is placed per plant area, which will depend on the geometry of the solar plant.

Cada dispositivo de medida obtiene su energía para funcionar de una instalación solar propia compuesta por una placa solar muy pequeña, una batería y un regulador, que suministran electricidad al equipo de medida y comunicación. Todos los dispositivos poseen comunicación inalámbrica que los comunica entre ellos hasta los dispositivos de comunicación, permitiendo la escalabilidad del conjunto de dispositivos a cualquier tamaño de planta solar. Su gran ventaja es que cada dispositivo de medida es fácil de instalar debido a su pequeño tamaño y el conjunto es adaptable a cualquier instalación.Each measuring device obtains its energy to function from its own solar installation made up of a very small solar panel, a battery and a regulator, which supply electricity to the measuring and communication equipment. All devices have wireless communication that communicates between them up to the communication devices, allowing the scalability of the set of devices to any size of solar plant. Its great advantage is that each measuring device is easy to install due to its small size and the set is adaptable to any installation.

El dispositivo de medida de corriente DC y orientación está compuesto por un cable solar (el tipo de cable que se usa para conectar los módulos solares) con dos conectores MC4 en los extremos (uno macho y el otro hembra), una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a la estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con un sensor de medida de corriente por efecto hall, un giroscopio y una antena para la comunicación inalámbrica y un sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se cargar por medio del panel solar mencionado.The device for measuring DC current and orientation is composed of a solar cable (the type of cable used to connect solar modules) with two MC4 connectors at the ends (one male and the other female), a container box that is attached to the frame of the solar module, or to the support structure, by means of quick mounting clamps, rivets, screwed or by means of magnets, a processor with a hall effect current measurement sensor, a gyroscope and an antenna for the wireless communication and a power system consisting of a small solar panel, a regulator and a battery that is charged by means of the mentioned solar panel.

El dispositivo de medida de radiación y temperatura está compuesto por una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a la estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con una antena para la comunicación inalámbrica, sensores de medida de temperatura, radiación solar, giroscopio y un Sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se cargará por medio del panel solar mencionado.The radiation and temperature measurement device is made up of a container box that is fastened to the frame of the solar module, or to the support structure, by means of quick mounting clamps, rivets, screwing or by means of magnets, a processor with a antenna for wireless communication, sensors for measuring temperature, solar radiation, gyroscope and a Power System composed of a small solar panel, a regulator and a battery that will be charged by means of the mentioned solar panel.

El dispositivo de comunicación está compuesto por una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a una estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con sistema de comunicación preferiblemente ethernet, 3G, 4G y una antena para comunicarse con el resto de los dispositivos del sistema y un sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se cargará por medio del panel solar mencionado.The communication device is composed of a container box that is fastened to the frame of the solar module, or to a support structure, by means of quick mounting clamps, rivets, screwing or by means of magnets, a processor with a communication system, preferably ethernet. , 3G, 4G and an antenna to communicate with the rest of the devices of the system and a power system composed of a small solar panel, a regulator and a battery that will be charged by means of the mentioned solar panel.

El dispositivo de medida de corriente DC y orientación se interconecta en serie en cualquier punto de la conexión entre dos módulos solares contiguos de un string, de forma que por el cable del dispositivo de chequeo pasará la corriente del string a medir. El cable atraviesa la caja, donde se instalan los componentes del dispositivo, manteniendo su integridad en toda su longitud y se instala un dispositivo de chequeo en cada string. Como el sistema usa los mismos conectores que usan los módulos solares, a todos los efectos eléctricos, el sistema se comporta como un tramo de cable adicional que no afecta al funcionamiento de la instalación.The device for measuring DC current and orientation is interconnected in series at any point in the connection between two contiguous solar modules of a string, so that the current of the string to be measured will pass through the cable of the checking device. The cable goes through the box, where the components of the device are installed, maintaining its integrity throughout its length and a checking device is installed in each string. As the system uses the same connectors used by solar modules, for all electrical purposes, the system behaves like an additional length of cable that does not affect the operation of the installation.

Los dispositivos de medida de radiación solar y temperatura se instalan solidarios de un módulo solar, situación que no supone ningún efecto al módulo.The solar radiation and temperature measuring devices are installed together with a solar module, a situation that does not imply any effect on the module.

Los dispositivos de comunicación se instalan en cualquier estructura o edificio con posibilidad de conexión ethernet o en una zona con buena cobertura 3G / 4G.The communication devices are installed in any structure or building with the possibility of an ethernet connection or in an area with good 3G / 4G coverage.

Mediante el conjunto de dispositivos interconectados a los strings se controla la producción de cada módulo solar (una planta solar de 100 MW tiene 295.000 unidades) alertando de los fallos de funcionamiento del campo solar de manera instantánea, reduciendo el tiempo de paradas y aumentando la disponibilidad (porcentaje de tiempo en el que la planta solar está funcionando) generando las alertas correspondientes e identificando de forma exacta el string que presenta el problema, proporcionando información que permite realizar los trabajos de O&M de manera más segura y proporcionando información suficiente sobre el funcionamiento, corriente generada y fallos, lo cual permitirá tener estadísticas de rendimientos del campo solar. Through the set of devices interconnected to the strings, the production of each solar module is controlled (a 100 MW solar plant has 295,000 units), alerting the solar field malfunctions instantly, reducing downtime and increasing availability. (percentage of time in which the solar plant is operating) generating the corresponding alerts and accurately identifying the string that presents the problem, providing information that allows O&M work to be carried out more safely and providing sufficient information on the operation, generated current and faults, which will allow to have statistics of solar field performance.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1) Un MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO Y LOS DISPOSITIVOS UTILIZADOS caracterizado por medir y enviar por internet permanentemente las medidas de la corriente eléctrica y orientación de cada string de módulos de una planta solar, radiación solar en el plano de orientación de los módulos y temperatura ambiente a un servidor, que almacena, procesa los datos, genera alertas e informes, permitiendo a distintos dispositivos acceder a la información y alertas vía internet y todo ello valiéndose de un conjunto de dispositivos de medida y comunicación autoalimentados y comunicados de forma inalámbrica entre ellos que comprende las siguientes etapas:1) A METHOD OF MEASUREMENT AND ANALYSIS OF THE PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD AND THE DEVICES USED characterized by permanently measuring and sending over the internet the measurements of the electric current and orientation of each string of modules of a solar plant, solar radiation in the orientation plane of modules and ambient temperature to a server, which stores, processes data, generates alerts and reports, allowing different devices to access information and alerts via the Internet and all of this using a set of self-powered measurement and communication devices and communicated from wirelessly between them comprising the following stages: - colocación de un dispositivo de medición de DC y orientación en cada string, entre dos módulos contiguos del string,- placement of a DC measurement device and orientation in each string, between two adjacent modules of the string, - colocación de un dispositivo de medición de la radiación solar en el plano de los módulos solares y de la temperatura ambiente, siendo uno por cada 750, o más, strings,- placement of a device for measuring solar radiation in the plane of the solar modules and the ambient temperature, one for every 750 or more strings, -colocación de un dispositivo comunicación inalámbrica, siendo uno por cada 750, o más, strings,-placing a wireless communication device, being one for every 750, or more, strings, -mediante software, interconectar inalámbricamente los dispositivos de medida entre sí para conformar la red comunicación, para intercambio de datos, identificando cada dato con el dispositivo que tomó la medición, fecha y hora,-Through software, wirelessly interconnect the measurement devices to form the communication network, for data exchange, identifying each piece of data with the device that took the measurement, date and time, -mediante software, conectar en forma inalámbrica el dispositivo de comunicación a los dispositivos de medida más cercanos para recibir todos los datos obtenidos en toda la red y transmitirlos, mediante una conexión a internet, hacia la nube de internet, para que pueda ser tomada por un servidor,-by means of software, wirelessly connect the communication device to the closest measurement devices to receive all the data obtained throughout the network and transmit them, through an internet connection, to the internet cloud, so that it can be taken by A server, - tomar los datos desde un servidor y guardarlos en una base de datos,- take the data from a server and save it in a database, - procesar los datos obtenidos generando avisos de fallas y su localización en tiempo real, registros del historial del funcionamiento de cada string, medida y análisis de la producción de energía eléctrica,- process the data obtained by generating fault notices and their location in real time, records of the history of the operation of each string, measurement and analysis of electrical energy production, -compartir los datos y sus resultados con estaciones de trabajo, ordenadores, tablets y smartphones, locales o remotas vía internet.-Share the data and its results with workstations, computers, tablets and smartphones, local or remote via the internet. 2) DISPOSITIVO DE MEDIDA DE CORRIENTE DC Y ORIENTACIÓN, UTILIZADO EN EL MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE UN CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO, caracterizado por estar compuesto por un cable solar (el tipo de cable que se usa para conectar los módulos solares) con dos conectores MC4 en los extremos (uno macho y el otro hembra), una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a la estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con un sensor de medida de corriente por efecto hall, un giroscopio y una antena para la comunicación inalámbrica y un sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se carga por medio del panel solar mencionado.2) DEVICE FOR MEASURING DC CURRENT AND ORIENTATION, USED IN THE METHOD OF MEASURING AND ANALYSIS OF A PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD , characterized by being composed of a solar cable (the type of cable used to connect solar modules) with two MC4 connectors at the ends (one male and the other female), a container box that is attached to the frame of the solar module, or to the support structure, by means of quick mounting clamps, rivets, screwing or by means of magnets, a processor with a hall effect current measurement sensor, a gyroscope and an antenna for wireless communication and a power supply system composed of a small solar panel, a regulator and a battery that is charged by means of the mentioned solar panel. 3) DISPOSITIVO DE MEDIDA DE TEMPERATURA Y RADIACIÓN SOLAR EN LA ORIENTACIÓN DE LOS MÓDULOS UTILIZADO EN EL MÉTODO DE MEDIDA Y ANÁLISIS DE UN CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO, caracterizado por estar compuesto por una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a la estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con una antena para la comunicación inalámbrica, sensores de medida de temperatura, radiación solar, giroscopio y un sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se carga por medio del panel solar mencionado.3) SOLAR RADIATION AND TEMPERATURE MEASUREMENT DEVICE IN THE ORIENTATION OF THE MODULES USED IN THE METHOD OF MEASURING AND ANALYSIS OF A PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD , characterized by being composed of a container box that is attached to the frame of the solar module, or to the structure support, by means of quick mounting clamps, rivets, screwing or by means of magnets, a processor with an antenna for wireless communication, sensors for measuring temperature, solar radiation, gyroscope and a power system made up of a small panel solar, a regulator and a battery that is charged by means of the mentioned solar panel. 4) DISPOSITIVO DE COMUNICACIÓN UTILIZADO EN EL MÉTODO MEDIDA Y ANÁLISIS DE UN CAMPO SOLAR FOTOVOLTAICO, caracterizado por estar compuesto por una caja contenedora que se sujeta al marco del módulo solar, o a una estructura soporte, por medio de unas pinzas de montaje rápido, remaches, atornillado o por medio de imanes, un procesador con sistema de comunicación preferiblemente ethernet, 3G, 4G y una antena para comunicarse con el resto de los dispositivos del sistema y un sistema de alimentación compuesto por un pequeño panel solar, un regulador y una batería que se carga por medio del panel solar mencionado. 4) COMMUNICATION DEVICE USED IN THE MEASUREMENT AND ANALYSIS METHOD OF A PHOTOVOLTAIC SOLAR FIELD , characterized by being composed of a container box that is fastened to the frame of the solar module, or to a support structure, by means of quick mounting clamps, rivets , screwed or by means of magnets, a processor with a communication system preferably ethernet, 3G, 4G and an antenna to communicate with the rest of the devices in the system and a power system consisting of a small solar panel, a regulator and a battery which is charged by means of the mentioned solar panel.
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