La empresa estadounidense Infinrel ha desarrollado una nueva solución de software que predice activamente el fallo de componentes en inversores utilizados en plantas fotovoltaicas a gran escala.
«Nuestro sistema Energy Kardio Graph (EKG) funciona como un electrocardiograma médico, pero 10.000 veces más rápido», explicó a pv magazine el fundador y consejero delegado de la empresa, Bert Wank. «Toma muestras de pequeñas perturbaciones eléctricas en la entrada y salida del inversor a escala MHz, millones de veces por segundo, y permite conocer el funcionamiento real del inversor en base a su ciclo de conmutación».
Según se informa, la nueva solución puede mostrar artefactos de componentes degradados, como inductores saturados o condensadores que pierden la capacidad esencial de amortiguar la energía, o altas frecuencias que pueden dañar los transformadores elevadores.
El examen de esos «ritmos cardíacos» figurativos del inversor permite al software patentado de infiniRel establecer la causalidad entre la forma de la señal eléctrica, su causa y su efecto», añade Marco Marazzi, vicepresidente de Ingeniería de Software de infiniRel. «Esencialmente, utilizando un proceso de Análisis de Método y Efecto de Fallos, nuestro electrocardiograma extraerá características de las ondículas que se relacionan con la degradación del componente y el eventual riesgo de fallo».
El software utiliza algoritmos de aprendizaje automático para procesar los datos en características que etiquetan cada grupo funcional de componentes dentro del inversor, reduciendo la cantidad de datos de alta causalidad de MB/seg a kB/seg. «El sistema de electrocardiograma es independiente de cualquier fuente de datos, ya que crea datos de alta resolución por sí mismo», afirma Wank. «Va al compás de la velocidad a la que los semiconductores experimentan cambios tanto de voltajes como de corrientes, a un nivel de microsegundos y no informando cada segundo, sino un millón de veces por segundo».
La empresa explicó que un inversor de red alimentado por un transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) conmuta entre 1 kHz y 3 kHz, lo que requiere que el accionamiento de la puerta contenga señales de hasta 1 MHz para optimizar la eficiencia del diseño. Los inversores más recientes, que utilizan pilas de alimentación de arseniuro de galio (GaN) o carburo de silicio (SiC), conmutan entre 20 kHz y 30 kHz, un orden de magnitud más rápido que su frecuencia de conmutación fundamental, que es el latido del sistema de conversión de potencia.
«Si alguna de esas señales de accionamiento se desvía, aunque sea ligeramente, la disipación de energía interna aumenta drásticamente, lo que provoca el fallo de la pila», explica Wank. «El bucle de control de software, orientado a cumplir los requisitos de calidad de energía de 60 Hz de las compañías eléctricas y que regula sobre la base de ciclos de conmutación, no tiene el ancho de banda necesario para observar y responder a cambios tan sutiles».
Con sede en San José (California), Infinirel está recaudando capital para fabricar más EKG y desplegarlos con sus clientes en la transición energética.
«Vamos a exponer nuestra solución en RE+ en Anaheim esta semana», dijo Marazzi. «Infinirel fue uno de los 10 equipos ganadores de The Set! Contest que pasarán a la fase final de la tercera ronda del American-Made Solar Prize». El Departamento de Energía de Estados Unidos (DoE) desarrolló el concurso para incentivar a los emprendedores solares nacionales. Infinirel y cada uno de los otros 9 finalistas recibirán 100.000 dólares en metálico y 75.000 dólares en vales en los laboratorios nacionales del DOE o en otras instalaciones asociadas cualificadas, para seguir desarrollando su tecnología.
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