crucero_ii_informe_inspec.pdf

8/16/2019 Crucero_II_Informe_Inspec.pdf

1/47

Proyecto “Estrategia de Expansión de las EnergíasRenovables en los Sistemas Eléctricos Interconectados”(MINENERGIA/GIZ)PN: 2009.9061.4(Expansion Strategy for Grid ConnectedRenewable Energy in Chile)

Inspección de la estación meteorológicaen la subestación Crucero

Revision of the DNI Solar Measurement Station in Crucero

Informe Final

Preparado por:

CSP Services GmbHFriedrich-Ebert-Ufer 3051143 Köln/Cologne, Germanye-mail: [email protected] Autores: Dr. Norbert Geuder y Dr.-Ing. Eckhard Lüpfert

Colonia/Alemania, Marzo 2013


2/47

CSPS Inspección estación meteorológica Crucero II, 11/2012

Informe técnico para GIZ 2

Concentrating Solar Power Services

Contact:

Dr. Norbert GeuderCSP ServicesPaseo de Almería 73 -2°04001 Almería – SpainTel.: +34 950 27 43 50e-mail: [email protected]

CSP Services is a Spin-Off Company of the German Aerospace Center (DLR), Insti-tute of Solar Research, and makes use of licensed technology and know-how ofDLR.

The content of this report is strictly confidential. It is only for the use of the particu-lar client and in the reference project.

The authors have written this report at their best knowledge and it has been re-checked within our quality control system. However our liability, except in cases ofintent, is excluded or limited to the contract conditions.

Aclaración

Este informe fue elaborado por encargo de Deutsche Gesellschaft für InternationaleZusammenarbeit (GIZ) GmbH en el marco del proyecto “Estrategia de Expansión delas Energías Renovables en los Sistemas Eléctricos Interconectados”, implementadopor el Ministerio de Energía y GIZ. Este proyecto de la cooperación interguberna-mental entre Chile y Alemania se financia a través de la Iniciativa Internacional pa-ra la Protección del Clima (IKI) del Ministerio Federal de Medio Ambiente, Protec-ción de la Naturaleza y Seguridad Nuclear (BMU) de Alemania. Sin perjuicio de ello,

las conclusiones, opiniones y recomendaciones de los autores no necesariamentereflejan la posición del Gobierno de Chile. De igual forma, cualquier referencia auna empresa, producto, marca, fabricante u otro similar no constituye en ningúncaso una recomendación por parte del Gobierno de Chile o de GIZ. Se autoriza lareproducción parcial o total, siempre y cuando se cite la fuente de referencia.


3/47




Índice

1.

Resumen ejecutivo ............................................................................. 4

2.

Introducción ...................................................................................... 6

3. Situación de la estación meteorológica Crucero II ............................... 7

3.1. Descripción técnica ......................................................................... 7

3.2. Historial ........................................................................................ 8

3.3. Análisis de la desviación del seguidor ................................................ 9

4.

Inspección de la estación meteorológica Crucero II ........................... 11

4.1. Observaciones generales del equipo y la instalación ........................... 11

4.2. Alineamiento del seguidor solar y de los sensores .............................. 15

4.3.

Limpieza de los sensores de irradiación ............................................ 21

4.4. Limpieza de panel y filtros ............................................................. 24

4.5. Conexión remota GSM y cambio de datalogger .................................. 25

5. Observaciones en los datos ............................................................... 27

6. Recomendaciones para la operación de la estación meteorológica ...... 29

7. Conclusiones ..................................................................................... 30

8. Anexo I - Cuaderno de mantención .................................................... 31

9. Anexo II - Maintenance Checklist MHP Station ................................... 32

9.1.

General remarks .......................................................................... 32

9.2.

General checks of the equipment upon arrival ................................... 33

9.3. Daily Tasks (1) ............................................................................ 34

9.4.

Daily Tasks (2) ............................................................................ 35

9.5. Weekly Tasks .............................................................................. 36

9.6. Two-Weekly Tasks........................................................................ 36

9.7.

Monthly Tasks ............................................................................. 36

9.8. Scheduled Tasks (check monthly) ................................................... 37

9.9. Checklist before leaving the site ..................................................... 37

9.10. Tasks to be performed at the inspection........................................... 38

10. Anexo III - Certificados de calibración original .................................. 40 10.1. Pirheliómetro CHP1 ...................................................................... 40

10.2. Piranómetro CMP 21 para GHI ........................................................ 42

10.3.

Piranómetro CMP 21 para DHI ........................................................ 45


4/47




1. Resumen ejecutivo

La estación meteorológica en la subestación eléctrica de Crucero en Chile, adquiridapor la GIZ (Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GmbH) en elmarco del proyecto de cooperación ”Estrategia de Expansión de las Energías Reno-

vables en los Sistemas Eléctricos Interconectados” del Ministerio de Energía de Chi-le (MINERGIA) y GIZ, mide los parámetros de irradiación solar y otros parámetrostípicos meteorológicos con el propósito de continuar con la prospección del poten-cial solar en el norte de Chile. La estación meteorológica fue puesta en marcha en

julio de 2012 e inspeccionada entre el 6 y 7 de noviembre 2012 por el experto enmediciones solares Dr. Norbert Geuder de CSP Services.

La Consultoría, según los Términos de Referencia, tenía los siguientes objetivos ytareas: Revisión general de la estación meteorológica Crucero II, de su operación yfuncionamiento de debida diligencia del mercado; chequeo del alineamiento de los

sensores de irradiación con ajuste en caso necesario; instalación de un modem paraobtener conexión remota e instrucción y formación del personal local en detalles dela operación correcta del equipo meteorológico con foco en las mediciones de lairradiación directa (DNI).

CSP Services, después de la revisión de la estación, confirma la instalación y opera-ción correcta de la estación meteorológica Crucero II en el estado actual. La nivela-ción de los piranómetros y la alineación del pirheliómetro fueron ajustadas leve-mente; las irradiaciones fueron afectadas solo temporalmente, con alrededor dehasta 2% y solo en periodos cortos, hacia el mediodía. La limpieza de los sensoresde irradiación mostró una subida de la irradiación directa de 1.4% el mismo día de

la inspección (no se puede generalizar este valor al resto del tiempo ni a otras tem-poradas y/o estaciones sin análisis detallado del ensuciamiento). Además se hizouna limpieza profunda de otras partes relevantes del equipo, como los filtros de lasventilaciones de los sensores de irradiación, los paneles fotovoltaicos, etc., asegu-rando un buen funcionamiento del equipo.

Durante la visita se probó un datalogger Campbell Scientific (CR1000) paralelamen-te o reemplazando el original (de marca Theodor Friedrichs), que permite la resolu-ción temporal adecuada de grabación de los datos y la conexión remota a través deuna tarjeta SIM GPRS o 3G. Detalles de la calibración y sus parámetros se consi-guieron del fabricante de los piranómetros y del pirheliómetro.

Este informe proporciona una descripción de la estación y sus características, juntocon el análisis del historial desde su instalación y puesta en marcha en julio 2012.Además, establece una lista de recomendaciones de buena práctica con modelos deprotocolos de inspección en los anexos, para mantener una óptima calidad de latoma de datos meteorológicos y de la irradiación solar del sitio.

Con los datos existentes está la posibilidad de reconstruir el curso de la DNI desdela puesta en marcha, durante la marcha blanca, hasta el inicio de la fase de opera-


5/47




ción que fue el 16 de agosto, con una incertidumbre de aproximadamente 5%. Lasirradiaciones a partir del 16 de agosto están tomadas correctamente dentro de unrango de incertidumbre de aproximadamente 2%. Se recomienda aplicar con poste-rioridad la corrección de las irradiaciones medidas por su dependencia de la tempe-ratura de los instrumentos para reducir la incertidumbre correspondiente y sistemá-

tica de hasta 0.5%. Con referencia al ensuciamiento de los sensores de irradiación:durante el periodo de operación, hasta la inspección, no se observó una reducciónde las señales de irradiación que sobrepasara el 2% por causa de ensuciamiento delos sensores.

Resumiendo, según el análisis de la estación meteorológica y de los datos de medi-ción tomados por la estación, se espera una incertidumbre del registro de los datoselaborados en un rango de 1.5% para la irradiación directa y 2% para la irradiaciónglobal. Las mediciones de los otros parámetros meteorológicos (temperatura,humedad, velocidad y dirección de viento) no muestran irregularidades significati-vas; algunos valores escasos y de singulares características, pueden ser corregidos

interpoladamente.Para la futura operación se recomiendan procesos y protocolos de mantención delequipo y recogida de datos a diario.


6/47




2. Introducción

La estación meteorológica en la subestación eléctrica de Crucero en Chile fue ins-peccionada en noviembre 2012 por un experto de CSP Services, quien analizó suinstalación y correcto funcionamiento. La estación está equipada con un seguidor

solar de dos ejes; un pirheliómetro; dos piranómetros ventilados de marcaKipp&Zonen; dos sensores de viento en un mástil de 6 y 12 m de altura y sensoresde temperatura ambiental y humedad. La estación del proveedor Theodor Friedrichs(Alemania) fue adquirida por la GIZ (Deutsche Gesellschaft für Internationale Zu-sammenarbeit GmbH) en el marco del proyecto de cooperación ”Estrategia de Ex-pansión de las Energías Renovables en los Sistemas Eléctricos Interconectados” delMinisterio de Energía de Chile (MINERGIA) / GIZ, y puesta en marcha por CENMA(Centro Nacional del Medio Ambiente) en julio de 2012.

El seguidor solar estaba alineado erróneamente durante el primer mes de opera-ción. La corrección del alineamiento se realizó en agosto de 2012 y a partir de en-tonces se están tomando los datos meteorológicos correctamente. La estación seadquirió sin conexión remota, por lo cual, antes de la primera inspección local no sedetectó el alineamiento erróneo y no se pudieron controlar los datos.

El objetivo de la visita de inspección de CSP Services fue la revisión de la estación ysu operación correcta (due diligence), incluyendo el alineamiento pertinente, la re-visión de datos y la instalación de un modem para la conexión remota de la esta-ción.


7/47




3. Situación de la estación meteorológica Crucero II

3.1. Descripción técnica

La estación meteorológica "Crucero II" de alta precisión fue adquirida por la Deut-sche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH en el marco del

proyecto "Estrategia de Expansión de las Energías Renovables en los Sistemas Eléc-tricos Interconectados" del Ministerio de Energía de Chile (MINERGÍA) y GIZ. Laestación mide (entre otros parámetros meteorológicos) la radiación solar directa(DNI), la radiación global horizontal (GHI) y la radiación difusa, complementandoasí el conocimiento sobre el recurso solar en la región de Antofagasta en el norte deChile. El Gobierno de Chile pretende licitar una central termosolar para la genera-ción eléctrica en el norte de Chile. Esta estación meteorológica fue instalada en lasubestación eléctrica de Crucero que se encuentra en la cercanía del terreno previs-to para implementar la central termosolar.

Las coordenadas geográficas de la estación meteorológica son:

latitud 22.2744° del hemisferio sur y longitud 69.5663° del hemisferio oeste (WGS84).

Encargado de la instalación de la estación meteorológica fue el Centro Nacional delMedio Ambiente (CENMA). La estación del proveedor Theodor Friedrichs (de Alema-nia) está equipada con los siguientes instrumentos:

Medición de irradiación solar (instrumentos de Kipp&Zonen):

o seguidor solar de dos ejes "Solys2" con sistema de sombreado, mon-

tado en un poste de una altura de aproximadamente 1 m;el Solys2 tiene un GPS integrado que detecta automáticamente las co-ordenadas del lugar y el tiempo correcto (UTC) y los transmite a laCPU (por su nombre en inglés, unidad central de procesamiento) por lacalculación del ángulo solar;el Solys2 no estaba equipado con un kit de sensor de sol para un se-guimiento solar activo, consistente en un sensor fotodiodo cuadrante;el refuerzo del seguidor solar con un sensor de sol, está previsto parafebrero 2013;

o pirheliómetro para la medición de la irradiación directa (DNI),

o

2 piranómetros CMP21 (ventilados) para la medición de la irradiaciónglobal y difusa (en combinación con el sistema de sombreado)

Medición de temperatura y humedad en un sensor combinado (instalado enuna carcasa bajo protección de radiación), de Theodor Friedrichs;


8/47




Medición de viento (instrumentos de Theodor Friedrichs) en un mástil con al-tura de 10 m:

o 2 anemómetros para la medición de la velocidad del viento a 6 y 12 mde altura sobre el suelo,

o veleta de viento para la medición de la dirección del viento (a 12 m),

Equipo de adquisición de datos: datalogger Combilog 1022 de Theodor Frie-drichs,

Equipo de suministro de electricidad: 4 paneles fotovoltaicos de Kyocera, re-gulador de carga de 20 A y 6 baterías a 150 Ah para el suministro de 12 V,convertidor DC-DC para el suministro del seguidor solar con 24 V, montadoen cajas adecuadas en un poste.

3.2. Historial

En la figura 1 se presenta una vista general de la estación. CENMA también ha sidocontratado para supervisar la operación de la estación meteorológica y hacer lamantención en los primeros seis meses. Un sistema para la conexión remota de laestación a través de la red GSM (o similar) no venía incluido en el equipamiento dela estación desde el principio. CENMA trató de establecer una conexión remota conel datalogger a través de cuatro módems diferentes, pero no consiguió contactar laestación). Contactando los proveedores Kipp&Zonen y Theodor Friedrichs para ad-quirir un modem compatible, ofrecieron un modem por 3.000 Euros, el cual no pu-do ser adquirido por su elevado valor.

Después de montar y probar el funcionamiento de la estación en la oficina de CEN-MA en Santiago de Chile, CENMA transportó e instaló la estación en la subestaciónde Crucero el 12 de julio de 2012, donde empezó a tomar datos a partir de las 16 hde la tarde. No había personal local encargado e instruido para controlar el alinea-miento del seguidor solar y limpiar los sensores. Sin sistema de conexión remototampoco existió la posibilidad de supervisar la operación correcta del equipo.


9/47

CSPS Inspección estación meteorológica Crucero II, 11/2012Concentrating Solar Power Services

F ig u r a 1 : Es t a c ió n m e t e o r o l ó g i ca Cr u c e r o I I .

3.3. Análisis de la desviación del seguidor

En la próxima visita de inspección por parte de CENMA se detectó un mal alinea-miento del seguidor solar; como consecuencia, la irradiación directa y difusa nohabían sido medidas correctamente. La Figura 2 muestra el curso de la irradiaciónglobal, directa y difusa por la hora del día, con superposición de todos los días has-ta que se arregló la falla (16 de agosto 2012). Las curvas de la irradiación global(GHI, verde) muestran días despejados; sin embargo, la irradiación directa (DNI,en color rojo), es cero, salvo entre aproximadamente las 13 y las 17 horas cuandollega a valores de 1000 W/m² mientras que al mismo tiempo la irradiación difusa


10/47


(DHI, en azul) – que antes y después coincide con la irradiación global hasta inten-sidades claramente erróneas de 800 W/m² – baja a valores alrededor de 60 a70 W/m².

F ig u r a 2 : M e d i c i o n e s d e i r r a d i a c ió n g l o b a l , d i f u s a y d i r e c t a s o b r e l a h o r a d i a r i ap a r a l o s día s h a s t a l a c o r r e c c i ó n d e l a c o n f i g u r a c i ó n y e l a l i n e am i e n t o d e l s e g u i d o r

s o la r e l 1 6 d e a g o s t o d e 2 0 1 2

De estas curvas se deduce evidentemente que el Solys2 seguía otra trayectoria queno correspondía a la verdadera trayectoria del sol en el lugar, cruzándose las dostrayectorias alrededor de las 15 horas, cuando supuestamente el seguidor solar eraalineado durante su instalación.

Según la información obtenida por CENMA, ellos analizaron el seguidor solar bus-cando la razón en conexión directa a través de un cable Ethernet y notaron que elSolys2 se encontró aun operando con la configuración de prueba con las coordena-

das de Santiago de Chile. Al final, la configuración del Solys2 fue actualizada porCENMA por un arranque nuevo forzado y un alineamiento nuevo del seguidor solarel 16 de agosto de 2012. A partir de esa fecha, el seguidor funciona correctamente(dentro de un rango tolerable de incertidumbre de alrededor de 20 W/m² máximoen ciertos momentos del día).

Evaluación del fallo: El Solys2 está programado para encontrar automáticamentelos parámetros de su configuración para un funcionamiento correcto a través delGPS integrado, bajándose así sus coordenadas y la hora local correcta del sistemaGPS. Encontrar su configuración correcta puede tardar hasta media hora, pero elproceso en total suele funcionar fiablemente, rara vez se detectan fallas según laexperiencia de CSP Services. Con la descripción del análisis del seguidor solar eje-cutado por CENMA, el cual nos parece fiable, y en comunicación con un técnico delfabricante Kipp&Zonen del seguidor solar, suponemos que la comunicación del sis-tema operativo con la antena GPS se puede haber colgado por razones desconoci-das en el proceso de arranque, causando que se mantuviera la configuración ante-rior en la memoria del Solys2 hasta un arranque nuevo y forzado.


11/47




4. Inspección de la estación meteorológica Crucero II

CSP Services fue contratado para efectuar una inspección técnica de la estaciónmeteorológica en el mes de noviembre de 2012, para solucionar primeramente lossiguientes objetivos:

Revisión general de la estación y de su operación y funcionamiento de debidadiligencia del mercado con resumen de la inspección en un informe,

Chequeo del alineamiento de los sensores de irradiación con ajuste fino, de sernecesario, y estado general de los sensores,

Instalación de un modem para obtener conexión remota,

Instrucción y formación del personal local en detalles de la operación del equipometeorológico para la medida de irradiación solar directa.

La visita de la estación se realizó durante dos días:

el 6 de noviembre 2012 desde las 12:20 hasta las 18:30 horas y

el 7 de noviembre 2012 desde las 09:50 hasta las 17:55 horas.

Con la presencia de:

Camila Vásquez (Ministerio de Energía, martes 6 de noviembre) Marcelo Araya y Mario Arancibia (CENMA, ambos días) Norbert Geuder (CSP Services, ambos días).

4.1. Observaciones generales del equipo y la instalación

El estado general y el funcionamiento de la estación meteorológica son buenas y sinobservaciones de problemas graves después de la re-inicialización y re-alineamiento del seguidor solar el día 16 de agosto. La selección de los componen-tes, instrumentos y sensores es adecuada para el objetivo de determinar el recursosolar de irradiación global y directa. La distribución, colocación y fijación de loscomponentes e instrumentos son (con pequeñas excepciones de menor importan-cia) correctas y hechas con diligencia y según costumbres adecuadas. El mástil deviento está colocado al sur de los sensores de irradiación con suficiente distanciapara no sombrearlos. El soporte del seguidor solar está construido fijo y establepara mantener el seguidor en posición inalterada. El pie del seguidor solar (un

trípode) está conectado con la placa metálica superior del soporte sólo con un torni-llo, según la instrucción del proveedor, en sólo uno de sus tres brazos, fijando eltrípode inmóvil por fricción entre las puntas en los otros dos brazos y la placa delsoporte por la fuerza del tornillo apretado. En circunstancias normales no se espe-ran problemas o influencias notables por efectos externos como vientos o deforma-ciones por la temperatura causadas por irradiación solar. Fijando otro brazo deltrípode cuidadosamente con otro tornillo (sin influir en la nivelación del seguidor


12/47


solar) aseguraría que el trípode con seguridad no se puede mover1. Una capa depintura blanca en el soporte ayudaría a minimizar un posible calentamiento y de-formación del soporte.

Con la instalación del seguidor solar en el soporte el pirheliómetro queda en unaaltura favorable para la mantención, limpieza y control del alineamiento. Además,

eso reduce el peligro de que personas sombreen los sensores de irradiación durantela mantención. Por otra parte, los piranómetros se encuentran en una altura dema-siada alta y difícilmente accesible para limpiar sus cúpulas de vidrio y controlar susniveles de burbuja. Se recomienda poner un banco para facilitar subir, limpiar ycontrolar la nivelación de los sensores.

El sitio seleccionado en el recinto de una subestación eléctrica para colocar la esta-ción meteorológica es un lugar seguro rodeado por muros que minimiza el riesgo devandalismo por personas no-autorizadas y ofrece además la posibilidad de tenerpersonal con formación técnica disponible para efectuar la mantención. El recinto esplano y libre de alta vegetación que podría sombrear los sensores por su crecimien-

to. La vista al cielo con horizonte libre está aproximadamente dada hacia el este, elnorte y con pequeñas restricciones también hacia el sur, pero hacia el oeste y suro-este hay construcciones eléctricas de la subestación que tapan el sol parcialmentecuando el sol se acerca al horizonte aproximadamente una hora antes de la puestade sol (véase Figura 3 hasta Figura 6). Las construcciones tapando el sol puedencausar reducciones en el orden de 1 o 2 por ciento de los valores de irradiaciónmedidos; se recomienda analizar la reducción de la irradiación (en resolución detiempo de minutos) a través de puntas y caídas en las curvas de la irradiación me-dida en días seleccionados con cielo completamente despejados para estimar lainfluencia diaria y anual.

Fi g u r a 3 : D i r e c c i ón v i s u a l c o n o b s t r u c ci o n e s h a c i a e l o e s t e

1 Durante la visita de mantenimiento de la estación los días 21 y 22 de noviembre de 2012se fijó otro brazo del trípode según la recomendación de CSP Services.


13/47


F ig u r a 4 : D i r e c c ió n v i s u a l c o n o b s t r u c ci o n e s h a c i a e l s u r o e s t e

F ig u r a 5 : D i r e c c i ón v i s u a l s i n o b s t r u c ci o n e s h a c ia e l e s t e

Fi g u r a 6 : D i r e c c ió n v i s u a l s i n o b s t r u c ci o n e s h a c i a e l n o r e s t e


14/47


Los sensores de temperatura y humedad (con la protección de radiación) y el se-gundo anemómetro para instalación a la altura de 6 m fueron entregados por elproveedor sin soportes de fijación; eso fue solucionado por fabricación propia desoportes funcionales por CENMA (véase Figura 7 y Figura 8).

F ig u r a 7 : Fi j a c ió n d e l se n s o r d e l a t e m p e r a t u r a y h u m e d a d

F ig u r a 8 : F ij a c i ón d e l se g u n d o a n em óme t r o e n l a a lt u r a d e 6 m


15/47


El cableado de los sensores en el camino hacia el datalogger y del suministro de laelectricidad están colocados precisa y correctamente. La conexión de los sensoresde irradiación fue efectuada en forma unipolar, puesta a tierra conforme a las ins-trucciones originales del proveedor, según la información de CENMA. Coincidiendocon la opinión del personal de CENMA, se recomienda cambiar la conexión de los

sensores de irradiación para medir la señal diferencialmente y evitar posibles pro-blemas que podrían surgir por potenciales erróneas.

Finalmente se observó que los Certificados de Calibración, los cuales fueron prepa-rados y facilitados por el proveedor Theodor Friedrichs, vinieron sólo en la páginaprincipal de los certificados originales del fabricante Kipp&Zonen, incluyendo sólo elfactor de conversión de voltaje medido en irradiación. Los certificados originales deKipp&Zonen facilitan adicionalmente otra hoja con la dependencia de la respuestadel sensor de la temperatura del instrumento – y para los piranómetros CMP21 –además, en una tercera hoja, la dependencia del ángulo de incidencia. Contactandoal proveedor de Kipp&Zonen de Alemania fue posible conseguir los certificados de

calibración completos (adjuntos en el anexo III).

4.2. Alineamiento del seguidor solar y de los sensores

El alineamiento del seguidor solar fue efectuado por la marcación de alineamientode la abrazadera de fijación del pirheliómetro que suele ser pre-montada en el se-guidor solar (foto derecha de Figura 9). Por su menor distancia de las marcacionesresulta menos preciso alinear el seguidor que alinear el pirheliómetro (foto izquier-da de Figura 9) con su marcación de alineamiento en su lado superior: el agujerode la marcación trasera tiene que estar dentro e idealmente céntrico en la mácula

de la luz solar del agujero delantero. Además, el alineamiento que importa para lasmedidas correctas de irradiación directa es el del pirheliómetro.

F ig u r a 9 : M a r c a c ió n d e l a li n e am i e n t o d e l p i r h e l i óm e t r o ( i z q u i e r d a ) y d e l a

a b r a z a d e r a d e f i j a c ió n d e l p i r h e l i óm e t r o d e l s e g u i d o r s o l a r ( d e r e c h a )


16/47


Idealmente, el agujero trasero debe estar al centro, en la mácula de la luz solar delagujero delantero: entonces el pirheliómetro está mirando correctamente alineadohacia el sol, con el sol céntrico en el ángulo de apertura del pirheliómetro (el ángulode reposo del pirheliómetro, el ángulo de apertura completa, es 1 grado en compa-ración al ángulo sólido del sol con 0.5 grados). El valor de la irradiación directa

queda aproximadamente estable con el sol completamente dentro del ángulo dereposo, pero empieza a reducirse notablemente cuando roza el borde del ángulo dereposo. Esto sucede cuando el agujero trasero está claramente fuera de la máculadel sol, lo que produce una suspensión del contacto entre ambos

El primer día fue supervisado el alineamiento del seguidor solar y del pirheliómetro,sin interferir, para evaluar la precisión del seguimiento del sol. En la mañana delsegundo día, después de controlar el alineamiento por la mañana, fue efectuado unajuste fino del alineamiento del seguidor. El alineamiento del pirheliómetro encon-trado llegando a la estación meteorológica a las 12:30 del 6 de noviembre es mos-trado en Figura 10. El agujero está en el borde arriba-izquierda de la mácula pero

aún semi-dentro. Una hora más tarde ya se encuentra el agujero completamentefuera de la mácula, dejando de tocar el borde de ella (Figura 11). Si el alineamientodel pirheliómetro está en el borde de la mácula, puede dar resultados con valoresde la DNI reducidos.

Fi g u r a 1 0 : A l i n e a m i e n t o d e l p i r h e l ió m e t r o e l 6 d e n o v i e m b r e a l a s 1 2 : 3 0 h


Avanzando la hora, el alineamiento se está mejorando otra vez con el agujero tras-ero entrando nuevamente a la mácula solar hasta las 17:50, hora en que se ter-minó el trabajo el primer día de inspección (véase Figura 12 y Figura 13). El próxi-mo día a las 10 h, el sol llega a la estación con poca elevación hacia el este, el agu-

jero está dentro de la mácula, hacia la izquierda (Figura 14).


17/47





La nivelación del seguidor solar al final parece haber sido correcto relativo al ejeeste-oeste, pero levemente inclinado en el eje norte-sur hacia el norte. El mismoresultado mostraron las burbujas de los niveles de los dos piranómetros girandoalrededor del eje azimutal.

El ajuste fino de la nivelación del seguidor solar fue efectuado entonces por la ma-ñana del segundo día (7 de noviembre). Para nivelar el seguidor, fue necesario qui-tar la alimentación eléctrica para poder moverlo con cuidado, comprobando la nive-lación reiterativamente con el seguidor solar alineado en diferentes direcciones. Elprocedimiento del ajuste fue enseñado a un empleado de CENMA. Con el seguidor

solar correctamente nivelado, el nivel de burbuja integrado debe quedarse en lamisma posición independientemente de la dirección azimutal del seguidor solar, nonecesariamente céntrico por posibles imprecisiones del nivel de burbuja. Los nivelesde los piranómetros se tienen que comportar igual, aunque es difícil mantenerlossiempre en posición céntrica ideal: aquí se tiene que aceptar como correcto si lasburbujas no tocan el borde del nivel, si están aun parcialmente en el círculo negrodel nivel de burbuja.


18/47


Después de la nivelación de la carcasa del seguidor solar (poniendo el eje azimutalen posición vertical), el pirheliómetro con las barras de sombreado fue ajustadopara su nivelación horizontal poniendo el seguidor solar en posición de reposo(hacia el horizonte en dirección Este) porque la fijación del disco lateral (soporte delas barras de sombreado y del pirheliómetro) fue movido durante la instalación.

Figura 15 muestra el nivel de la barra de sombreado con el pirheliómetro antes ydespués de la nivelación.

Fi g u r a 1 5 : N i v e l a c ió n h o r i z o n t a l d e l s i s t e m a d e s om b r e a d o c o n e l p i r h e l i óm e t r o –

a n t e s ( i z q u i e r d a ) y d e s p ués ( d e r e c h a ) d e l a j u s t e

Con la nivelación del seguidor solar ajustada (el eje azimutal en vertical y el pir-heliómetro en nivel horizontal cuando se encuentra en posición de reposo), el se-guidor solar fue puesto en marcha para apuntar al sol. Para el alineamiento final delpirheliómetro fue necesario girar un poco el seguidor solar, en sentido horario (vistodesde arriba) y subir un toque la punta delantera del pirheliómetro. Figura 16muestra el alineamiento del pirheliómetro al final del ajuste del seguidor solar y elpirheliómetro.

F ig u r a 1 6 : A l in e am i e n t o d e l p i r h e l ióm e t r o e l 7 d e n o v i e m b r e a la s 1 3 : 0 0 h ,

d e s p ués d e l a j u s t e d e n i v e l a c i ó n d e l s e g u i d o r s o l a r

Para asegurar y controlar el alineamiento correcto del seguidor solar hizo falta con-tinuar observando el alineamiento y efectuar ajustes finos si resultase necesario. Elalgoritmo con el cual el procesador del Solys2 calcula el ángulo solar es una

aproximación a la realidad, así es que por la rotación real de la Tierra y por inexac-titudes restantes de la nivelación se irá balanceando la marcación del alineamiento,es decir el agujero se va a mover en cierto rango en la mácula del sol. Observandoel alineamiento permite efectuar otro ajuste más para que el agujero se quedesiempre bien dentro de la mácula solar.

La alineación del pirheliómetro fue observado durante el resto del día, constatandoel movimiento del agujero en la mácula solar hacia abajo, derecha, como en la fotoizquierda de Figura 17. Como ajuste de alineación final, el direccionamiento fue


19/47


adaptado como muestra la foto derecha de Figura 17, dejando margen para el ali-neamiento de la mañana (entonces desconocido).

Fi g u r a 1 7 : A l in e a m i en t o d e l p ir h e l ió m e t r o e l 7 d e n o v i em b r e 2 0 1 2 a l a s 1 7 : 0 0

( i z q u i e r d a ) y d e s p ués d e l a j u s t e f i n a l d e a l i n e am i e n t o a l a s 1 7 : 5 0 ( d e r e c h a )

Adicionalmente al control de las marcaciones del alineamiento, se controla la coin-cidencia de la irradiación directa medida (DNI meas) y calculada (DNI calc ) de las irra-diaciones global y difusa. La relación entre ambas es a través de la fórmula:

scalc DHI GHI DNI sin)( (1)

con s el ángulo de la elevación solar. La diferencia entre DNI meas y DNI calc tiene quequedar dentro de la incertidumbre de la medida. Citada diferencia está mostrada enFigura 18 para los dos días antes de la inspección y en Figura 19 para los dos díasdespués de la inspección.

F ig u r a 1 8 : C o i n c i d e n c i a d e l a DN I m e d i d a y c a l c u l a d a l o s d o s día s a n t e s d e l

a l i n e am i e n t o d e l s e g u i d o r s o l ar

Las dos coincidencias de la DNI antes y después de la inspección con el alineamien-to fino están dentro del rango normal de la incertidumbre de la medición (alrededor

de 20 W/m² con elevaciones del sol mayor que 10 grados), así que los valores an-tes de la inspección no parecen ser afectados significativamente por el alineamientoaunque se distingue hacia el medio día, una irregularidad ondulada por la mismarazón más que en la curva después de la inspección. Falta mencionar que a los va-lores de la irradiación utilizadas para la calculación falta aplicar aún una correcciónde la temperatura de los instrumentos (en una magnitud de hasta 0.5%).


20/47


F i g u r a 1 9 : Co i n c i d e n c i a d e l a DN I m ed i d a y ca l c u l a d a l o s d o s días de sp ués de l

a l i n e am i e n t o d e l s e g u i d o r s o l ar

Para mejorar el alineamiento correcto a través de un mecanismo automático, serecomienda la instalación de un sensor solar con el Solys2 que controla el alinea-miento cada 10 segundos y efectúa automáticamente un ajuste fino. Con el sensor

solar, el agujero normalmente queda bien centrado en la mácula solar. El sensorsolar2 cuesta alrededor de 1.000 Euros y efectúa el ajuste fino con irradiacionesencima de 300 W/m².

Para terminar el ajuste del seguidor solar se debe posicionar la pelota sombreadoraencima del piranómetro que mide la irradiación difusa: como muestra la foto de laizquierda de la Figura 20, la sombra de la pelota no se encontraba centrada encimadel piranómetro antes del ajuste del seguidor. Su posición centrada ya mejoró conel ajuste del seguidor, pero se ajustó más en la fijación de su barra de soporte ycon el sistema de barras en el disco al lado opuesto del pirheliómetro. Con las con-diciones usuales de la atmósfera predominantes en Crucero se estima no tener unadesviación notable durante el periodo de medición hasta el alineamiento fino: laatmósfera casi todos los días es limpia y seca, sin brumas, sin altos contenidos deaerosoles y así sin aureola (“sunshape”) notable, lo cual podría causar una altera-ción de la señal de la irradiación difusa por la pelota acéntrica.La segunda pelota montada en el sistema de sombreado (pero no utilizada) fue qui-tada del sistema y guardada en la caja de control de la estación.

2 Por la recomendación de CSP Services GIZ optó por comprar el sensor solar y su instala-ción por CENMA está prevista para febrero de 2013.


21/47


Fi g u r a 2 0 : So m b r e a d o d e l p i r a n óm e t r o d e i r r a d i ac ió n d i f u s a ( D H I ) a n t e s

( i z q u i e r d a ) y d e s p u és ( d e r e c h a ) d e l a a l i n e a c i ón d e l a p e l o t a s om b r e a d o r

4.3. Limpieza de los sensores de irradiación

Para evaluar una posible influencia del ensuciamiento a la irradiación medida, seobservó y anotó la subida de las señales de la irradiación durante el proceso delimpieza de los sensores individuales en el primer día de la inspección, el 6 de no-viembre. La inspección anterior, con limpieza de los sensores, se había efectuado eldía 18 de octubre con la sustitución del pirheliómetro CHP1 original por otro ins-trumento igual. La sustitución del instrumento original se realizó para asegurarmediciones correctas ante posibles fallas (anteriormente el instrumento originalhabía sido conectado de manera errónea en la fase de prueba de la instalación, enlos recintos de CENMA en Santiago). El periodo de operación de la estación meteo-rológica, desde la limpieza anterior, fue de casi 3 semanas. Los valores de las irra-diaciones DNI, GHI y DHI antes y después de la limpieza del disco protector de vi-drio están listados en Tabla 1 con la influencia del ensuciamiento a la señal correcta(después de limpiar): la influencia aun después de casi 3 semanas es generalmentebaja, con una reducción de la DNI de 1.4% y de la GHI de 0.7%. La señal de lairradiación difusa incluso es más baja, posiblemente por haber sido elevada antespor mayor dispersión de la radiación en las partículas de polvo en la cúpula del pi-ranómetro DHI. El ensuciamiento correspondiente está visible en la Figura 21 parael pirheliómetro, y en la Figura 22 para el piranómetro (el de medición global, sin laluz directa en la cúpula del piranómetro de medición de la DHI, el polvo no quedavisible).

Ta b l a 1 : I n f l u e n c i a d e e n s u c i am i e n t o a l a s eña l d e l a i r r a d i a c i ó n

DNI [W/m²] GHI [W/m²] DHI [W/m²]

antes de la limpieza 1052.7 1123 84

después de la limpieza 1067.4 1131 83.6

Influencia de ensuciamiento -1.4 % -0.7 % +0.5 %


22/47


F i g u r a 2 1 : En s u c i am i e n t o d e l d i s co p r o t e c t o r d e l p i r h e l i óm e t r o d e s p ués d e

a p r o x i m a d a m e n t e 3 s em a n a s s in l i m p i a r

F i g u r a 2 2 : En s u c i am i e n t o d e l a cúp u l a d e l p i r a n óm e t r o d e s p u és d e 3 s em a n a s s i n

l im p i ar

En otros sitios, como por ejemplo, en la Plataforma Solar de Almería (España) uotros sitios en regiones áridas, fueron detectadas reducciones de la señal de medi-ción de los pirheliómetros de aproximadamente 0.8% por día (Figura 23) mientrasque la reducción de la respuesta de un Rotating Shadowband Pyranometer se con-forma con un décimo de este valor.

La Figura 24 muestra la reducción de la señal de la DNI por ensuciamiento del pir-heliómetro, estimado por la diferencia entre la DNI medida y la DNI calculada de laGHI y DHI: la influencia del ensuciamiento quedó en Crucero, aún sin limpieza de 3semanas, en un margen de alrededor de entre 1 y 2 % y así notablemente menorque en Almería. Sin embargo, se reconoce también subidas rápidas en el ensucia-miento; durante la inspección, poco antes de terminar se levantó una racha deviento pasando por la estación, dejando el disco de protección de vidrio del pir-heliómetro sucio (véase Figura 25). En general el ensuciamiento de los sensores enlos meses de invierno suele ser notablemente menor que en verano.


23/47


F i g u r a 2 3 : Es t u d i o s o b r e l a r e d u c c i ón d e l a s eña l DN I p o r e n s u c i am i e n t o d e u n

p i r h e l i óm e t r o y u n Ro t a t i n g S h a d ow b a n d P y r a n om e t e r ( RSP) e n A lm e ría , E s p aña

F ig u r a 2 4 : R e d u c c ió n d e la DN I p o r e n s u c ia m i e n t o

F ig u r a 2 5 : En s u c i a m i e n t o d e l d is c o p r o t e c t o r d e l p i r h e l i óm e t r o e n c o n t r a d o d u r a n t e

l a i n s p e c c i ón d e s p ués d e p a s a r u n a s r a c h a s f u e r t e s d e v i e n t o p o r e l r e c i n t o


24/47


4.4. Limpieza de panel y filtros

Un ensuciamiento visiblemente notable se distingue también en las placas fotovol-taicas (Figura 26); pero el ensuciamiento de ellas en esta magnitud no es un pro-blema para el suministro de electricidad de la estación meteorológica: el sistema dealimentación de electricidad con 6 baterías de 150 Ah y las 4 placas fotovoltaicas essuficiente para las condiciones de irradiación en la región de Crucero.

Fi g u r a 2 6 : En s u c i a m i e n t o d e l a s p l a ca s f o t o v o l t a i c a s

Por otra parte, también se detecta un notable ensuciamiento en los filtros de laventilación de los piranómetros CMP21: Figura 27 y Figura 28 muestran el polvo enlos dos lados de los filtros de ambos piranómetros. Se recomienda la limpieza de

los filtros cada 2 a 3 meses (dependiendo del ensuciamiento en el lugar), con agua.

F ig u r a 2 7 : En s u c i a m i e n t o d e l f i l t r o d e l a v e n t i l a ci ón d e l p i r a n óm e t r o d e GH I


25/47


F ig u r a 2 8 : En s u c i a m i e n t o d e l f i l t r o d e l a v e n t i l a ci ón d e l p i r a n óm e t r o d e DH I

4.5. Conexión remota GSM y cambio de datalogger

Para establecer la conexión remota de la estación meteorológica, durante la prepa-ración del viaje y la inspección, GIZ encargó a CSP Services llevar un modem ori-ginal y apto para establecer la conexión remota con el datalogger COMBILOG 1022de la estación meteorológica. Según la opinión de CENMA, el problema de no podercomunicarse con el COMBILOG 1022 a través de un modem, se debía a una confi-guración no adecuada del puerto serial de salida (puerto COM) del COMBILOG.

CSP Services adquirió y llevó el modem MC88 de MC Technologies, recomendado ypre-configurado por el proveedor de la estación y del datalogger Theodor Friedrichsy clarificó preparar la configuración del datalogger para la comunicación de suspuertos Ethernet, USB y COM. La comunicación detallada con el técnico de Theodor

Friedrichs entregó como resultado que la conexión al datalogger COMBILOG 1022por el MC88 se puede establecer sólo a través de una tarjeta SIM con servicio dedatos CSD con la red GSM, un servicio algo anticuado pero aun existente. El pro-veedor preferido de tarjetas SIM en Chile, ENTEL, no ofrece nuevas tarjetas SIMcon servicio CSD, aunque aún tienen tarjetas SIM con CSD operativas.

CSP Services llevó una tarjeta SIM española con servicio CSD para comprobar engeneral la comunicación a través de este método.

Para comprobar y configurar los puertos del datalogger se trató de establecer laconexión directa de un portátil al datalogger: después de varios intentos de confi-

gurar el COMBILOG por personal de CENMA y CSP Services y siguiendo las instruc-ciones del técnico de Theodor Friedrichs, no se consiguió poner operativa la comu-nicación a través de una conexión Ethernet. Después de varios intentos instalandoy desinstalando el driver mutuamente, por fin resultó exitoso establecer la comuni-cación a través de puerto y cable USB. También la configuración del COMBILOG através de su pantalla interactiva y su botón de sintonización resultó difícil y lamen-table por su corto tiempo de reacción .


26/47




Finalmente, la conexión remota a través de la tarjeta SIM española de CSP Servicescon servicio CSD, resultó exitosa después de varios intentos de conectarse desde laoficina de CSP Services, cambiando la configuración original y recomendada porTheodor Friedrichs de la tasa de baudios. Sin éxito quedó la conexión remota através de tarjetas SIM de 3G de ENTEL Chile, facilitadas por CENMA.

Por esta razón, CENMA propuso cambiar el datalogger COMBILOG por un datalog-ger CR1000 de Campbell Scientific. La prueba de establecer conexión remota alCR1000 a través de un modem YXWyreless y tarjeta SIM 3G fue exitosa.

De la múltiple experiencia de CSP Services con los dataloggers CR1000 de CampbellScientific, no hay razones técnicas ni contraindicaciones para cambiar el COMBILOG1022 por un CR1000 que en general son dataloggers muy fiables, conocidos y po-tentes, ofreciendo más posibilidades de programación.


27/47




5. Observaciones en los datos

Los datos tomados por la estación meteorológica fueron facilitados por CENMA. Delanálisis de los datos, se reflejan las siguientes observaciones:

La alineación incorrecta del seguidor solar entre las fechas de la instalación,el 12 de julio, hasta el 16 de agosto a las 16:00 horas afecta a las medicio-nes de DNI y DHI en este periodo. Las trayectorias del sol y del seguidor so-lar se cruzaban diariamente por la tarde así que existen datos de DNI y DHIcorrectamente medidos cada día alrededor de las 15:00 horas (Figura 2).

Para este periodo, en que hubieron mayoritariamente días despejados, te-niendo la irradiación global correcta y valores temporales de la irradiación di-fusa y directa, existe la posibilidad de re-calcular aproximadamente el cursode las irradiaciones DNI y DHI. Con este método se estima una incertidumbrepara la DNI de aproximadamente 5%. No obstante, se recomienda no usarlos datos de este periodo para objetivos de la estimación del recurso solar delsitio, del diseño de una planta termosolar, o su análisis económico.

Desde la alineación correcta del seguidor solar el día 16 de agosto, hasta elajuste fino de la alineación el día 7 de noviembre, se constata una fluctuaciónmayor que después del ajuste fino (Figura 18 y Figura 19). De la compara-ción de las señales antes y después del alineamiento fino el 7 de noviembrese deduce una reducción de la DNI medida antes del alineamiento fino alre-dedor de mediodía (±1 h) de hasta aproximadamente 10 W/m², siendo sis-temática, pero de menor efecto.

A los datos crudos medidos de irradiación hay que aplicar factores de correc-

ción en dependencia de la temperatura (para los 3 sensores: pirheliómetro yambos piranómetros) y del ángulo de incidencia (en el caso del piranómetrode GHI). Estos factores se deben aplicar según los certificados originales decalibración del proveedor Kipp&Zonen (no suministrado por el vendedorTheodor Friedrichs), pero accedidos mientras tanto. Las correcciones demagnitud de 0.5% para la dependencia de la temperatura y de hasta 1% (o10 W/m²) por el ángulo de incidencia no son implicados en el programa deldatalogger si no que tienen que aplicarse a los datos crudos medidos poste-riormente.

Las influencias de las obras efectuadas durante las mantenciones (reducción

de señal, huecos, etc.) son visibles en los datos; como son de duración corta,se pueden eliminar (interpolación, calculación de valores faltantes por otrasseñales redundantes, etc.) para establecer un set de datos de referencia.

De la comparación de la DNI medida y la calculada (DNI meas y DNI calc ) antesde la inspección, se dedujo un desajuste temporal del datalogger que fueconstatado durante la inspección en sitio por 1 minuto y 34 segundos que el


28/47


datalogger estaba retrasado a la hora correcta (Figura 29). Este desajustetemporal no afecta a la precisión de los datos medidos, pero se tiene queconsiderar en el caso de tratamiento de datos utilizando la hora como pará-metro para la DNI calculada a partir de GHI y DHI. Se ajustó el tiempo deldatalogger correctamente el 7 de noviembre a las 13:20.

Las mediciones de los otros parámetros meteorológicos (temperatura, hume-

dad, velocidad y dirección de viento) no muestran irregularidades anormales,sino que coinciden en su rango de incertidumbre de las mediciones.(La resolución temporal de los valores mínimos y máximos registrados por elCOMBILOG 1022 varía en intervalos de 10 minutos hasta varias semanas ypor eso no es lo suficientemente alta para ser utilizada. Con el cambio al da-talogger CR1000 de Campbell Scientific mejoró la resolución temporal. Laprecisión de los datos no está afectada.)

Los datos de medición en general están en el rango normal de la incertidum-bre de la medición, salvo en el primer mes con el alineamiento erróneo del

seguidor solar.

Fi g u r a 2 9 : Ef e c t o d e u n d e s a j u s t e t e m p o r a l d e l o s d a t o s d e 9 0 s e g u n d o s ,

d e t e c t a d o p o r t e n d e n c i a s d e l a d i fe r e n c i a e n t r e l a DN I m e d i d a y c a l cu l a d a


29/47




6. Recomendaciones para la operación de la estación meteorológica

Para la operación continua y mejorada de la estación meteorológica se recomiendatomar las siguientes medidas:

Recoger los datos medidos por la estación con conexión remota y controlar-los en ritmo aproximadamente diario (días laborales) para notar y poder res-ponder a tiempo ante posibles fallas del equipo. El control debe incluir lo si-guiente:

o Funcionamiento correcto de la conexión remota y del datalogger

o Funcionamiento correcto de todos los sensores meteorológicos, inclu-yendo un control de la calidad de los datos

o Mantención realizada por una persona local, incluyendo el estado delimpieza de los sensores (de irradiación) y su alineamiento correcto

o Estado del sistema de alimentación eléctrica (voltaje)

Para protocolar si la mantención local se está efectuando, se recomiendainstalar un botón en el equipo, el cual debe presionar la persona que efectúala mantención. Esta señal será guardada con los datos.

Implementar un cuaderno de bitácora en la estación para que la persona queefectúa la mantención lo complete, constatando las actividades, observacio-nes, firmando con su nombre, fecha y hora.

Hacer un entrenamiento con la persona local de mantención y dejarle una lis-ta de actividades e inspecciones para efectuar con una corta descripción.

Después de maniobras o cambios en el seguidor solar, controlar el alinea-

miento correcto del seguidor solar durante por lo menos unas horas, tambiéncon un arranque forzado (reset) que tiene que confirmar el alineamiento.

Instalar un sensor solar al seguidor solar Solys2 para tener el alineamientosupervisado y corregido automáticamente.

Controlar los filtros de la ventilación de los piranómetros mensualmente ylimpiarlos cuando estén notablemente empolvados.

Controlar el secante en los instrumentos de medición de radiación mensual-mente y cambiarlo cuando el color amarillo del secante cambia a transpa-

rente.

En los anexos I y II se adjuntan un modelo de un cuaderno de bitácora y una listade obras necesarias en una inspección de mantención. Los certificados de calibra-ción originales se presentan en el anexo III.


30/47




7. Conclusiones

Los datos de medición de las estaciones meteorológicas Crucero I y Crucero II fue-ron revisados por un experto en el contexto de una visita a la instalación. Se resu-men las siguientes actividades y conclusiones.

El seguidor solar estaba desalineado durante el primer mes de operación (“marchablanca”) hasta la corrección del alineamiento en agosto 2012, desde entonces seestán tomando los datos meteorológicos correctamente. La estación fue adquiridasin conexión remota, por lo cual no se pudieron controlar los datos antes de la pri-mera inspección en el sitio para detectar el alineamiento erróneo.

Con los datos tomados en el primer mes, existe la posibilidad de reconstruir el cur-so de la DNI para el periodo a partir de la puesta en marcha, hasta el día 16 deagosto (“marcha blanca”) con una incertidumbre de aproximadamente 5%. Los da-tos medidos de irradiación a partir del 16 de agosto están tomados correctamente

dentro de un rango de incertidumbre de aproximadamente 2%. Se recomiendaaplicar la corrección por dependencia de la temperatura a las irradiaciones segúnlos certificados de calibración en anexo III para reducir la incertidumbre ligeramen-te hasta un 0.5%. En el periodo de operación hasta la inspección no fue observadauna reducción de las señales de irradiación sobrepasando 2% por ensuciamiento delos sensores. Las mediciones de los otros parámetros meteorológicos (temperatura,humedad, velocidad y dirección de viento) no muestran irregularidades.

En general, se confirma la instalación correcta de la estación y el buen funciona-miento del equipo después del periodo de la marcha blanca. No se detectaron hue-cos en los datos ni contenidos con importancia que pudiesen afectar la calidad de

los datos tomados (salvo, los usuales breves e insignificantes por causa de inspec-ción y mantención). Durante la visita se han ajustado la nivelación y el alineamien-to del seguidor solar con más precisión y se ha instruido a CENMA sobre las activi-dades claves. No se consiguió establecer la conexión remota con el datalogger ins-talado porque las tarjetas SIM con servicio CSD no se encuentran disponibles en elmercado chileno. Como solución, se decidió cambiar el datalogger original (COMBI-LOG 1022) por otro datalogger de Campbell Scientific (CR1000) que permite esta-blecer la conexión a través de una tarjeta SIM GPRS o 3G. Basándose en la evalua-ción científica o técnica, no hay contradicciones en funcionamiento, calidad, seguri-dad de datos para cambiar el datalogger.

Las observaciones de la visita de inspección de la estación meteorológica de Cruce-ro II están resumidas en este informe y se enumeran varias recomendaciones decómo asegurar la calidad de los datos en la operación continuada.


31/47




8. Anexo I - Cuaderno de mantención

Cuaderno de mantención

Sitio: CRUCERO Estación: CRUCERO II Hoja n°:

Fecha horanombre delinspector

Trabajos hechos y comentarios(sensores y panel limpiado, bien alineado, muy sucio, etc.)


32/47




9. Anexo II - Maintenance Checklist MHP Station

Maintenance Checklist MHP3 Station

Date, Time:

Station (Site):

Name of inspector:

Type of Maintenance Visit (please mark the type of visit):

□ Daily: Do daily tasks only

□ Weekly: Do daily and weekly tasks

□ Two-weekly: Do daily, weekly and two-weekly tasks

□ Monthly: Do daily, weekly, two-weekly, monthly tasks

□ Scheduled: Do scheduled tasks

□ Special or repair: Please fill out report in general remarks

9.1. General remarks

Please note any special findings, reports or remarks:

3 Meteo High Precision Station


33/47




9.2. General checks of the equipment upon arrival

Item / Part / Sensor Check for … OK / Not OK

Wind tower Standing vertically upright Cables well fixed

Sensors fixed correctly Guy wires fastened and tightened No visible damages?

Tracker post Stable Sensors accessible No visible damages?

Temperature / humiditysensor

Cable well fixed No visible damages?

Control and battery box

Locked upon arrival Fixed well on its support No visible damages?

Power supply PV modules complete and well

fixed on their support Cables well fixed and without

damages PV panels clean No further visible damages?

Work carried out:

Further remarks or observations:


34/47




9.3. Daily Tasks (1)

Item / Part / Sensor Task / Check for … Yes / No

Solar Tracker Standing correctly fixed on its

post

Tracking correctly pointing at thesun Status LED green

(or flashing green) No visible damages?

Pyrheliometer DNI Sensor cleaned Button on control box pressed

after cleaning Sensor alignment (sunlight spot

on alignment target) No visible damages

Pyranometer GHI

(without shading ball)

Sensor cleaned

Button on control box pressedafter cleaning

Sensor leveling(check sensor spirit level)

If not OK, take photo and drawposition of bubble in below:

No visible damages?

Tracker front


35/47




9.4. Daily Tasks (2)

Pyranometer DHI

(with shading ball)

Sensor cleaned Button on control box pressed

after cleaning Sensor leveling (check with spirit

level)If not OK, take photo and drawposition of bubble in below:

Modem Antenna Antenna well fixed Cable attached properly No visible damages

PV Panels Complete number of panels Stable mounting of the panels on

the post Cables attached properly and

without damage PV panels clean No visible damages

Wind tower Standing vertically upright Cables well fixed Sensors fixed well on the mast Guy wires fastened and tightened No visible damages?

Tracker front


36/47




9.5. Weekly Tasks

The following tasks are due once every week:

Item / Part / Sensor Task / Check for … OK / Not OK

General Cleanliness of site, remove litter Check for sand depositions and

remove them

9.6. Two-Weekly Tasks

The following tasks are due once every two weeks:


Control box

Open box, check fuses andblinking of modem LED Check batteries and wiring of the

batteries Remove dust (careful, do not

touch cables)

9.7.

Monthly Tasks

The following tasks are due once every month:


Pyrheliometer DNI Check drying silica gel if still dry

(beige color) If drying silica is white, replace it

carefully with new

Pyranometer GHI Check drying silica gel if still dry

(beige color) If drying silica is white, replace it

carefully with new

Pyranometer DHI Check drying silica gel if still dry(beige color)

If drying silica is white, replace itcarefully with new

Tracker post andpower supply support

Clean from dust Check nuts and bolts for

tightening


37/47




9.8. Scheduled Tasks (check monthly)

The following tasks are due on special schedule:


Pyranometer GHI Clean air filter of ventilation unit

Pyranometer DHI Clean air filter of ventilation unit

9.9. Checklist before leaving the site


Tracker Tracking correctly with the

pyrheliometer pointing at the sun

Boxes All boxes closed

General No items forgotten on site


38/47


9.10. Tasks to be performed at the inspection

Check the weather station for apparent failures or damages of the equip-ment: tracker with shading equipment and sensors, control box, PV panelsand power supply, wind tower, temperature/humidity sensor, etc.

Check for correct alignment of tracker and pyrheliometer to the sun: theback hole at the rear side of the pyrheliometer needs to be within the sunpatch as shown in the left picture of Figure 30. With the hole exactly in thecenter of the sun patch, the pyrheliometer is perfectly aligned. If the hole isnot centric but still inside although touching the border of the sun patch, themeasured direct beam intensity is usually still valid. If the hole is completelyoutside the sun patch, the sun patch not visible at all (with sufficiently highdirect beam intensities causing shadows) or the tracker obviously not direct-ing to the sun, the tracker is misaligned. In this case please refer to the cor-responding description in this document and inform the responsible person.Note: At low direct beam intensities and high diffuse irradiance, the sun patch may

be difficult to identify; in this case it may help to try to shade with your hand diffuse

light from the sky on the sighting mechanism. Please take care not to stand in line

with the pyrheliometer and the sun for not shading the pyrheliometer with your own

body but stand aside the instrument.

If the station is equipped with pyranometers for measurements of global anddiffuse horizontal irradiance, check the water bubbles of both instruments forproper horizontal alignment of the pyranometers as shown in the right pic-ture of Figure 30. The water bubble should be within in the black circle for aproperly leveled pyranometer. If the water bubble is slightly outside theblack circle, it might still be acceptable and should be observed over the

course of the day.Note: Horizontal leveling is more stringent for the instrument measuring global hori-

zontal irradiance than for the pyranometers measuring diffuse horizontal irradiance.

Figure 30: Sighting mechanism for correct alignment of the pyrheliometer to the sun (left)and water level bubble for proper horizontal leveling of the pyranometers (right).


39/47




If the station is equipped with diffuse irradiance measurements, check cor-rect alignment of the shadow ball by observing if the shadow of theshadowball is centric over the pyranometer glass dome.

Cleaning of the irradiation sensors: Clean the sensor glass domes or coverplates carefully with a soft and non-fuzzy cloth. Depending on the persistency

of the dirt, use (destilled) water and possibly a mild detergent to wipe theglass clean. Dry the glass afterwards with a dry part of your cloth. Checkcleanliness of the glass dome or cover plate by looking at and through theglass laterally from the side to see if there is still a thin film of dust or dirt onthe glass or not. If so, please repeat the procedure, wiping the glass carefullyuntil no adhesive dirt film is visible.

Clean the lamellae of the radiation shield of the temperature and humiditysensor carefully with a brush.

Check with field glasses if the wind speed sensor (anemometer) and the windvane are rotating freely and if the cable wires are fixed well and firm on thewind mast.

Check if the ground anchors of the guying kit of the wind tower are fix at-tached to the ground. Check if the guying ropes of the wind tower are tight;if not, tighten the guying ropes.

Check if the PV panels of the power supply are fixed firmly on its supportstructure. Check if the support structure of the power supply is fixed firmlyand stable on the ground and will withstand high wind velocities withinstorms. Check if the wiring of the PV panels and the batteries are withoutdamage (no animal bites, not brittle, outworn, etc.). Check the batteries onits voltage (if a voltmeter available), filling state, general aspect, etc. If theliquid in acid-filled batteries is low, inform the responsible person or refillwith distilled water when authorized.


40/47


10. Anexo III - Certificados de calibración original

10.1.

Pirheliómetro CHP1


41/47



42/47


10.2. Piranómetro CMP 21 para GHI


43/47



44/47



45/47


46/47



47/47


crucero_ii_informe_inspec.pdf

Documents