Qué debe medir este sector
Las energías renovables son el sector en el que más a menudo se espera que los instrumentos trabajen sin nadie presente. Los emplazamientos son remotos, están dispersos y con frecuencia no tienen personal, así que la medición tiene que ser autónoma, tolerante con el tiempo y capaz de entregar su registro por un enlace que puede no ser fiable. Esa sola condición conforma la especificación más de lo que lo hace la magnitud física que se mide.
El segundo rasgo es que las magnitudes se usan con frecuencia para respaldar una reclamación de rendimiento y no para controlar un proceso. La irradiancia, la velocidad y la dirección del viento, la energía generada y la tasa de rendimiento determinan si una planta produce lo que se había previsto que produjera, y una disputa comercial sobre la producción se resuelve con pruebas de medición. Eso pone el acento en la calibración, el intervalo de muestreo y la completitud del registro más que en la velocidad de respuesta.
El tercero es la diversidad dentro del sector. Una planta fotovoltaica mide irradiancia y salida del inversor, un parque eólico mide viento con una exigencia de disponibilidad que tiene consecuencias comerciales, una central hidráulica mide caudal y nivel, y un sistema de almacenamiento mide corriente, tensión y temperatura de la batería. Tratar todo esto como una sola categoría de instrumentación es un error: lo que comparten es el modelo de explotación y no la física.
Dónde se sitúan los instrumentos
Solar fotovoltaica
Irradiancia, temperatura de módulo y ambiente, salida del inversor y energía entregada. Estas mediciones establecen la tasa de rendimiento, así que la calibración y la completitud del registro importan tanto como la exactitud del sensor.
Eólica
Velocidad y dirección del viento, condiciones de la góndola, vibración y potencia generada. La disponibilidad de la medición tiene consecuencias comerciales, y los instrumentos están expuestos al tiempo de forma continua.
Hidráulica y biomasa
Caudal, nivel, presión y temperatura del fluido de trabajo, más la instrumentación de proceso alrededor de una planta térmica. Los medios son con frecuencia abrasivos o corrosivos, y la planta funciona a menudo sin personal durante periodos largos.
Almacenamiento de energía e interfaz de red
Corriente, tensión, potencia, energía, temperatura y estado del sistema de baterías. Estas mediciones son eléctricas y térmicas, y alimentan con frecuencia tanto el control como la protección.
Instrumentación utilizada en este sector
| Magnitud | Qué se mide en este sector | Instrumentos que se especifican habitualmente |
| Irradiación y meteorología | Irradiancia solar, temperatura ambiente y de módulo, velocidad y dirección del viento, precipitación y humedad | Piranómetros y células de referencia, sensores de temperatura en el módulo y en el aire, y sensores de viento elegidos por la exposición y por el intervalo de mantenimiento que el emplazamiento puede asumir |
| Caudal | Fluido de trabajo en plantas hidráulicas y térmicas, fluido caloportador, agua de refrigeración y agua de proceso | Caudalímetros electromagnéticos y ultrasónicos para agua y fluidos conductores, y montajes de vórtice o de presión diferencial para vapor y gas en una planta térmica |
| Nivel y presión | Embalses, tanques, circuitos hidráulicos y sistemas de refrigeración | Transmisores hidrostáticos y de radar, transmisores de presión con un sellado adecuado al medio, e interruptores para protección donde una excursión de nivel tiene un coste |
| Temperatura | Temperatura de módulo y ambiente, temperatura de batería y de inversor, de rodamientos y de engranajes, y temperatura de proceso | RTD y termopares para la medición de superficie y de proceso, y medición sin contacto para piezas giratorias o inaccesibles |
| Eléctrico | Tensión, corriente, potencia, energía, calidad de la energía y estado del aislamiento | Vatímetros y analizadores para la interfaz de red, comprobadores de aislamiento para el mantenimiento, y canales de adquisición dimensionados para la tensión y la forma de onda del sistema |
| Vibración y estado | Vibración de turbina, de multiplicadora y de maquinaria rotativa | Acelerómetros y medición de proximidad, conectados con frecuencia a un sistema de supervisión de estado porque el emplazamiento no tiene personal |
El modelo de explotación importa aquí tanto como la física. La alimentación disponible en el punto de medición, el acceso remoto y el intervalo de mantenimiento deberían indicarse junto con la propia medición.
Cómo especificar un emplazamiento de energías renovables
- La alimentación disponible en el punto de medición, lo primero, porque un emplazamiento sin suministro cambia toda la especificación y obliga a elegir entre baterías, un pequeño generador local o solo registro local.
- Cómo llega el registro a quien lo explota —una visita física, un enlace de radio o una conexión celular—, ya que un enlace poco fiable hay que preverlo y no descubrirlo después de la instalación.
- Si la medición respalda una reclamación de rendimiento o una liquidación comercial, porque eso exige calibración, completitud y un registro auditable y no basta con que el sensor funcione.
- La exposición: viento, sal, polvo, rango de temperatura y precipitación, factores que deciden la envolvente y el montaje más de lo que lo hace el sensor.
- El intervalo de mantenimiento que el emplazamiento puede asumir, que es el límite práctico para todo lo que necesite limpieza, recalibración o un consumible.
- El intervalo de muestreo y la duración del registro, que juntos fijan la memoria y el consumo y con frecuencia se subestiman en la fase de planificación.
- Si la medición alimenta la protección además del control, porque una función de protección exige independencia y un comportamiento definido cuando falla.
- La tensión del sistema y la forma de onda en la medición eléctrica, ya que de ahí se deduce la clase de instrumento y no de la potencia nominal.
Normas y homologaciones que pueden aplicarse
- Los requisitos de conexión a red y de calidad de la energía que aplica el operador de la red, que definen las mediciones eléctricas y el registro.
- Las normas de rendimiento y de evaluación del recurso citadas en el acuerdo comercial, que fijan el método de medición de la irradiancia o del viento.
- Los requisitos de seguridad eléctrica para la tensión del sistema, incluidos los específicos de los sistemas de corriente continua.
- Las obligaciones ambientales y de planificación, donde puede exigirse una supervisión de ruido, ecológica o visual además de las mediciones de la planta.
- Describimos lo que una instalación puede tener que cumplir. No afirmamos que se tenga una aprobación para un producto salvo que el certificado nos haya sido facilitado, y las páginas de producto siguen la misma regla.
Aplicaciones en este sector
