SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
Diseño, ejecución, explotación y mantenimiento
MANTENIMIENTO DE LA PLANTA
Oscar Velasco. Grupo Generalia. 24 de Marzo de 2011
www.generalia.es
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ÍNDICE
Importancia de un buen mantenimiento en la explotación de la planta
Componentes a mantener
Tipos de mantenimiento
Gestión de repuestos y stock
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ÍNDICE
Importancia de un buen mantenimiento en la explotación de la planta
Componentes a mantener
Tipos de mantenimiento
Gestión de repuestos y stock
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Predictivo:
Trata de estudiar el comportamiento de la planta en el futuro, para prevenir
posibles fallos mediante medidas puntuales. Solo tiene sentido en plantas
con seguidores solares.
Ej: Suponer que el tiempo de vida de un elemento será de X años, por tanto
en X-1 lo cambio para evitar un mayor fallo
Preventivo:
Trata de establecer medidas periódicas que garanticen la vida de la planta.
Ej: Aunque el aceite del seguidor podría durar todo el tiempo de vida de la
planta, se establece que se cambiará cada 5 años
Correctivo:
Trata de corregir incidencias que ya han sucedido y, en la medida de lo
posible, evitar que vuelvan a suceder.
Ej: Cuando sucedan fenómenos sobrevenidos como los atmosféricos, (viento,
descarga eléctrica…) o defectos ocultos de fabricación
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OPCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (I)
Tipos de Mantenimiento
Influencia de la legislación vigente
Cada país puede tener definida en su legislación algún tipo de control obligatorio para
las instalaciones fotovoltaicas.
En estos casos se deberá integrar como un elemento mas en la gestión del
mantenimiento
En caso que no haya legislación al respecto el criterio para el desarrollo de la gestión
del mantenimiento se realizará teniendo en cuenta los factores que se consideren mas
oportunos e importantes en cada caso.
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OPCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (II)
Hay distintas opciones a la hora de decidir como se realizará la gestión del mantenimiento
Dependerá lógicamente del tamaño de la planta.
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OPCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (III)
Puntos clave
Punto Posibilidades
Responsable de mantenimiento
La empresa promotora – instaladora
Una empresa especializada en mantenimiento
Nosotros mismos
Personal en planta
Con presencia continua
Con presencia intermitente
Presencia únicamente si hay una incidencia
Sistema de Supervisión y Control
Sistema de monitorización avanzado
Sistema de monitorización simple
Señales enviadas por los inversores
Sistema de Vigilancia
Personal
Televigilancia
Combinación
POTENCIA MW CON SEGUIDOR SIN SEGUIDOR
0,1-0,5 MW 1 PERSONA CON PRESENCIA INTERMITENTESEÑALES ENVIADAS POR LOS CONVERTIDORES
DC/AC
0,5-1 MW 1 PERSONA MEDIA JORNADASEÑALES ENVIADAS POR LOS CONVERTIDORES
DC/AC
1-2 MW1 PERSONA JORNADA COMPLETA CON
SISTEMA DE MONITORIZACIÓN1 PERSONA MEDIA JORNADA
2-5 MW2 PERSONAS JORNADA COMPLETA CON
SISTEMA DE MONITORIZACIÓN
1 PERSONA JORNADA COMPLETA CON SISTEMA
DE MONITORIZACIÓN
POR CADA 5 MW ADICIONALES .+ 2 PERSONAS JORNADA COMPLETA .+ 1 PERSONA JORNADA COMPLETA
En función del tamaño de la planta y de la tecnología utilizada, debemos responder a tres
preguntas básicas:
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OPCIONES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (IV)
¿Quién? ¿Cómo? ¿Con que medios?
1. Personal de operación / mantenimiento de la planta
La formación del operario de planta es indispensable:
La resolución de posibles averías debe realizarse de forma eficiente
El operario debe tener autonomía:
A nivel funcional: capacidad suficiente para gestionar el
mantenimiento de una o varias plantas por sí mismo
A nivel documental: capacidad de crear y actualizar las actas de
mantenimiento, actas de incidencia, etc; y de tratar la información
Su coste dependerá fundamentalmente del número de operarios, su
jornada y sus capacidades
2. Gestión de repuestos
Una mala gestión de repuestos puede suponer días completos de parada
de una instalación
Es primordial tener una lista actualizada de repuestos en planta y
asegurarse que son los adecuados en cantidad
3. Gestión de consumibles: aceites de motores, pinturas
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COSTES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (I)
NOTA: es vital para la eficiencia del
personal de planta una correctagestión de
respuestos y consumibles
4. Sistema de Vigilancia
La reparación, sustitución de equipos y otros posibles destrozos en la planta a causa de
robos puede suponer un alto coste
Incluso a pesar del seguro: producción perdida, coste de mano de obra para
reposiciones, etc
Esto repercute en la necesidad de reducir a 0 en la medida de lo posible este tipo de
incidencias
Opciones: vigilancia física, tele-vigilancia o combinación de ambas
5. Sistema de Monitorización
Una correcta supervisión de la planta puede suponer grandes ahorros en el mantenimiento
correctivo
Importante detectar cualquier incidencia previamente a que suponga una avería de
gravedad
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COSTES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (II)
NOTA: Estos puntos quedaron recogidos en: “Webinar 3: Operación de la Planta”
6. Seguro
Tener un seguro que cubra de forma efectiva todos los efectos
sobrevenidos de condiciones meteorológicas, puede suponer un
ahorro importante
También los riesgos frente a robo o posibles daños por vandalismo
Hay seguros que llegan a cubrir incluso las perdidas de producción
7. Arrendamiento del terreno o derecho de superficie
El contrato de arrendamiento debe marcar de forma clara:
La superficie a ceder
El tiempo mínimo que se cede
El precio de cesión*
8. Suministros: luz, agua, internet
9. Impuestos
En función de cada país habrá que tener en cuenta la cuantía que
supone el pago de los diferentes impuestos o tasas anuales
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COSTES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (III)
* incluyendo la formula para calcular las siguientes subidas anuales
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Conclusión
Los costes anuales, con respecto al precio de la instalación se pueden estimar en:
Parque solar sin seguidor – 1 %
Parque solar con seguidor – 1,3 %
Tejado solar – 0,7 %
COSTES DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO (IV)
Notas:
No se ha tenido en cuenta en ningún caso el coste de vigilancia física, que puede encarecer mucho los costes de
operación, salvo parques muy grandes donde la repercusión unitaria sobre la producción no es tan importante.
Orientativamente el coste horario de un guarda de una empresa de seguridad se acerca a los 11€/h en España
ÍNDICE
Importancia de un buen mantenimiento en la explotación
de la planta
Componentes a mantener
Tipos de mantenimiento
Gestión de repuestos y stock
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COMPONENTES A MANTENER:PANEL FOTOVOLTAICO (I)
El panel fotovoltaico es dentro de una instalación el elemento mas masivo
Está garantizado para posibles defectos de fabricación durante los primeros años
Generalmente, entre 3 a 5 años
Tiene una garantía de producción que llega hasta los 25 años
Se detectarán de forma visual
Marcos en mal estado
Amarilleamiento del panel (Yellowing)
Cajas de conexiones en mal estado
Vidrio roto
Por estas razones, este equipo no se repara.
Se analiza el panel, y si no está en las condiciones adecuadas, se ejecuta la garantía.
Comprobación de las condiciones del panel:
Defectos de fabricación
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COMPONENTES A MANTENER:PANEL FOTOVOLTAICO (II)
Mecanismo para la comprobación
1. Detectar que rama o array tiene el problema
a. En grandes instalaciones: el sistema de
monitorización podría controlar cada array de
forma aislada
b. En instalaciones pequeñas: se hace una
comparativa manual aislando cada rama
Son mas difíciles de detectar ya que pueden estar implicados otros componentes
Hay que aislar el defecto y comprobar que se ha producido en los paneles
Comprobación de las condiciones del panel: Defectos de producción (I)
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COMPONENTES A MANTENER:PANEL FOTOVOLTAICO (III)
2. Detectar los paneles dañados dentro de la rama:
a. Analizar los niveles de tensión e intensidad de cada panel:
La tensión se reduce si alguna célula del panel está dañada
Comprobación de las condiciones del panel: Defectos de producción (II)
b. Los puntos calientes son una causa de bajada
de tensión:
Pueden ser detectados visualmente, pero si
hay posibilidad de usar una cámara
termográfica se localizarán mas fácilmente y
con total fiabilidad
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Tendremos un porcentaje de inversores de repuesto en función
de la cantidad instalada
Cuando se detecta un fallo propio del inversor:
este es sustituido por uno de los de repuesto
y es enviado al fabricante para su reparación o sustitución.
NOTA: Esta operación es muy rápida y es el método de tener menos
perdidas de producción ya que si tenemos controlado el stock no
dependemos de terceras empresas
COMPONENTES A MANTENER:INVERSOR (I)
Tipos de Inversor
La estrategia de mantenimiento del inversor es muy diferente según su tipo:
Pequeños: colocación en pared
Inversores de suelo
Mantenimiento de inversores pequeños, de pared:
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COMPONENTES A MANTENER:INVERSOR (II)
Mantenimiento de inversores de suelo:
En este caso caben dos posibilidades:
Contrato de mantenimiento con el fabricante Por cuenta propia
Pro
s No se precisa en planta operarios cualificados La reparación se realiza de forma más rápida
Co
ntr
as Dependencia de terceros a la hora de resolver cualquier incidencia en el equipo
Se necesita personal cualificado, Puede ser rentable a partir de tener una potencia instalada determinada
Ob
serv
acio
nes
No permitir nunca que el procedimiento de reparación
implique el envío del inversor o parte a fábrica.
Su reparación se demorará al menos una semana
Siempre en el contrato de mantenimiento debe haber una
claúsula de penalización por pérdida de producción
Si la reparación se demora mas del periodo fijado se
ejecutará la penalización
Este periodo no debe superar las 48h (festivos incluidos)
En este caso la gestión de los repuestos es muy importante
Para inversores grandes el gasto en repuestos puede ser considerable
NOTA: En cualquier caso, para garantizar una
reparación rápida, necesitaremos repuestos en planta
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El seguidor dispone de elementos mecánicos, eléctricos y de control
Mecánicos:
Su mantenimiento preventivo es muy importante
Control del engrase de los motores o reductoras
Supervisión del estado de los sensores
Cualquier actuación correctiva realmente cara
Control
Software de control siempre disponible en la última versión
La posibilidad de modificar el software en línea puede reducir
de forma considerable los tiempos de actualización
COMPONENTES A MANTENER:SEGUIDOR SOLAR
NOTA: Al igual que el inversor, en función del numero de equipos que tengamos,
una solución puede ser subcontratar el mantenimiento al propio fabricante o la
alternativa de tener personal cualificado
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Envolventes
Preventivo: La inspección visual será importante para
comprobar el estado de los cuadros eléctricos.
Puntual: Cuando estén en intemperie, es importante
comprobar si después de lluvias puede haber entrado
agua.
En caso que el cuadro deje de cumplir con las
características fijadas se procederá a su cambio
COMPONENTES A MANTENER: ENVOLVENTES, PROTECCIONES Y CABLEADOS (I)
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Protecciones
Preventivo:
Se realizarán tests sobre las protecciones que así lo permitan
Inspección de los equipos sobre todo en la parte de apriete
en el conexionado
En caso de fallo: sustitución inmediata del equipo
NOTA: Un mal apriete provoca una mala conexión que crea pequeños
arcos eléctricos que elevan la temperatura en ese punto especifico
pudiendo dañar el equipo
COMPONENTES A MANTENER: ENVOLVENTES, PROTECCIONES Y CABLEADOS (II)
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COMPONENTES A MANTENER: ENVOLVENTES, PROTECCIONES Y CABLEADOS (III)
Preventivo
Vigilar especialmente el conexionado que se realiza al resto de
equipos
Vigilar los tramos en curva donde haya posibilidad que se
pueda dañar la cubierta del cable
En instalaciones fijas: una vez que se verifica que el cable ha sido correctamente fijado
y que tiene tensiones adecuadas, no tiene porque dar problemas a excepción de
defectos ocultos.
En caso de instalaciones con seguidor: la verificación del recorrido de cable y la
comprobación que en ningún punto del recorrido se crean tensiones será importante
para no provocar averías en el futuro
Cableado
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Los contadores son equipos muy robustos
Desempeñan un papel crítico
Una vez que son conectados y la instalación se pone en
marcha, la compañía eléctrica los precinta para evitar
manipulaciones externas.
Verificación de datos anómalos, comprobar que los datos enviados a través de la
comunicación son los indicados en el display del contador de forma regular
El procedimiento para asistir una incidencia conlleva el aviso a compañía eléctrica
Bien ellos envían personal para atender la incidencia
Bien nos darán permiso para realizar los trabajos oportunos
COMPONENTES A MANTENER:CONTADOR
No por ello debemos dejar de hacer un mantenimiento preventivo:
ÍNDICE
Importancia de un buen mantenimiento en la explotación
de la planta
Componentes a mantener
Tipos de mantenimiento
Gestión de repuestos y stock
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El enfoque preventivo debe:
Llegar todo lo lejos posible, de forma estructurada
Estar presente en todas las fases de la planta: diseño, ejecución y operación
Antes de la operación de la planta, el mantenimiento preventivo deberá
tenerse en cuenta:
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
En el diseño de la plantaEn el aprovisionamiento de
componentes
En las garantías exigidas a los
equiposEn la recepción de componentes
En la contratación del seguro
No podemos concebir la operación y mantenimiento de una planta
simplemente como: “un señor con su caja de herramientas”
En el diseño de la planta (I):
¿Están bien estudiados los parámetros de radiación e
inclinación de los módulos?
¿No se exigirán al operador valores por encima de las
posibilidades de la planta por un estudio excesivamente
optimista?
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
¿Está bien realizado el estudio de sombras, sobretodo en caso de plantas con seguidores?
Tener siempre presente un equilibrio entre las pérdidas por sombreado y la
optimización de la parcela es lo razonable.
¿Se ha realizado un estudio del viento en la zona que nos alerte de los requisitos a exigir a
los seguidores?
¿Se ha tenido en cuenta la salinidad y humedad de la atmósfera local que puedan influir en
la estructura y tornillería?
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En el diseño de la planta (II):
¿Se ha estudiado la calidad del suelo para comprobar
la ausencia de materiales que atacan el hormigón
pudiendo debilitar la fijación al suelo?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
¿Está verificado el grado de protección mínimo IP65 de los equipamientos o elementos
p.ej. inversores, que vayan en intemperie?
¿Están los componentes importantes protegidos por descargadores de tensión?
En caso de casetas o cuartos donde se concentran equipos como inversores o
transformadores ¿están suficientemente ventiladas?
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En el diseño de la planta (III):
¿Los armarios eléctricos tienen las dimensiones
suficientes para disipar el calor de los componentes que
contiene en los meses de verano?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
¿La sección de los cables es la adecuada para evitar caídas de tensión por
debajo de un exigente, pero deseable 0.5%?
¿Se ha intentado repartir los elementos principales en varias salas aisladas
para no perder toda la producción en caso de incendio o inundación?
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En el aprovisionamiento de componentes:
¿Los módulos elegidos…
Están certificados por laboratorio homologado?
Cumplen la norma EN 61.215?
Son clase II?
Llevan marcado CE?
¿Los inversores…
Tienen una razonable “eficiencia europea de entre el 94 y 96%?
Llevan protección galvánica adecuada?
¿Las estructuras están galvanizadas con un mínimo de 80 micras
de espesor o tratamiento equivalente?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
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En las garantías exigidas a los equipos (I)
Prácticamente todos los fabricantes de módulos ofrecen una
degradación menor del 20% a los 25 años, pero…
¿qué garantía para defectos de fabricación ofrece el fabricante
elegido?
¿Supera los 2 años y se acerca a los 5 años?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
¿Mantiene la garantía intermedia de degradación menor del 10% a los 10 años?
NOTA: Comprobar este punto especialmente los módulos de capa fina:
No siempre lo garantizan
Pueden sufrir una fuerte degradación inicial
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En las garantías exigidas a los equipos (II)
¿Es el fabricante o el distribuidor el que nos ofrece la garantía?
Si es el distribuidor… ¿Éste está en nuestro país?
Si no es así… ¿tiene permiso del fabricante para vender fuera del
país?
¿Ha quedado rota, o está “garantizada” la cadena de “garantías”?
¿El contrato las recoge adecuadamente?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
En caso de inversores ¿están ampliadas las garantías al mayor nº de años posible
(a coste razonable)?
¿Tiene el fabricante servicio de reposición en 24-48 horas? ¿Dispone de servicio de
hotline telefónico?
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En la recepción de los componentes
¿Se ha realizado inspección visual a los módulos?
¿Se ha hecho una selección de los módulos por potencia?
Las mediciones eléctricas para ello, no son prácticas para este proceso
Pero una clasificación en hoja Excel del “flash list” aportado por el
fabricante puede ser muy útil.
NOTA: Para tolerancias de módulo del orden del 5%, dos clasificaciones pueden
ser suficientes
¿Quedan almacenados los componentes durante el periodo de montaje en las
condiciones adecuadas? ¿Se cumplen esas mismas condiciones para el
almacenamiento de las piezas de recambio de la planta?
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
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En la contratación del seguro
¿Se ha contratado el seguro con las coberturas adecuadas …?
Frente a fenómenos atmosféricos
Daños eléctricos
Robos y actos vandálicos
Lucro cesante o pérdida de producción
Responsabilidad civil
Con franquicias razonables
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Las siguientes acciones deben tenerse presentes:
Mantenimiento preventivo Repuestos en la planta
Formación Predicciones meteorológicas
Detección de incidencias
sobrevendidasDetección de caída de la red por el
lado de la compañía eléctrica
Vigilancia física y/o televigilancia
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (I)
Es necesario definir las acciones de mantenimiento a realizar y su periodicidad
Posteriormente se elabora una ficha o registro de mantenimiento preventivo
sobre cada elemento y fecha prevista de realización.
Ejemplo: Calendario mantenimiento preventivo 20XX
ACTUACIÓN PERIODICIDAD FECHA PREVISTA
VERIFICACION ESTADO DE CABLEADO ANUAL dd/mm/yyyy
REAPRIETE DE BORNAS ANUAL dd/mm/yyyy
… … …
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (II)
Listado de tareas que generalmente requieren mantenimiento preventivo:
Medición de tierra en transformadores y resto de instalación
Reapriete de bornas en armarios
Verificación descargadores de tensión
Verificación estado del cableado
Limpieza de módulos
Desviación de seguidores respecto a posición del sol
Reengrase de coronas y reductores del seguidor
Reapriete de tornillería del seguidor
Mantenimiento exigido por las Compañías eléctricas en el Centro Transformación*
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (III)
* Normalmente confiado a la empresa instaladora o suministradora del Centro)
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FECHA ACTUACÍÓN OBSERVACIONES
15/02/2010 VERIFICACIÓN DE CABLEADO RUTINARIO
06/03/2010 ENGRASE CORONA DE GIRO RUTINARIO
… … …
ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Seguimiento de las acciones de mantenimiento
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (IV)
Debe reflejarse en fichas individuales para cada equipo o componente que nos permita tener el histórico de cada instalación individual.
Ejemplo: Ficha de un Seguidor
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Predicciones meteorológicas
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (V)
Este aspecto cobra importancia, sobretodo si el cliente final ha decidido llevar por si mismo la operación de la planta.
La persona responsable de mantenimiento habrá de tener una formación eléctrica importante y razonables conocimientos de energía solar.
Si la planta es con seguimiento, su enfoque ha de ser mas electromecánico
Formación
De gran utilidad para plantas con seguidores. El viento es un enemigo muy serio en una planta con seguimiento.
Ha de exigirse al seguidor, mecanismos de protección frente al viento:
Posicionado horizontal basado en señales de anemómetro central
Idem basado en sensor de viento en cada seguidor (es lo mas indicado)
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ACCIONES PREVENTIVAS DE MANTENIMIENTO
Detección de caída de la red por el lado de la compañía eléctrica
Mantenimiento preventivo durante la operación de la planta (VI)
Como las derivadas de la aparición de incendio en edificios principales:
Mecanismos de detección de incidencias sobrevenidas
Determinados problemas del lado de la compañía eléctrica pueden impedir la inyección de energía en la red.
Importante, conseguir dar aviso al operador de la planta
Mediante sirena
Mediante mensaje de texto: útil sobretodo en fines de semana cuando el responsable pudiera estar ausente.
Centro de transformación
Centro de seccionamiento
Cuarto de contadores
Centro de telecontrol
NOTA: Estas averías podrían pasar desapercibidas para la compañía eléctrica, o a veces interesadamente ignoradas, y si no pueden demostrarse (avisando con urgencia) pueden no ser reconocidas, ni indemnizadas.
ÍNDICE
Importancia de un buen mantenimiento en la explotación
de la planta
Componentes a mantener
Tipos de mantenimiento
Gestión de repuestos y stock
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Repuestos en la planta
En plantas mayores de 500 kW se hace necesario disponer de repuestos in situ de
todos los componentes ordenados sobre estanterías.
La confección del listado de repuestos se ha de hacer valorando:
Criticidad del elemento de (p.ej. de 1 a 5)
Probabilidad de fallo (p.ej de 1 a 5)
Plazo de entrega (p.ej. de 1 a 5)
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GESTIÓN DE REPUESTOS Y STOCK
ELEMENTO CRITICIDAD SI FALLA PROBABILIDAD DE FALLO PLAZO DE ENTREGA TOTAL
INVERSOR 5 1 3 15
MAGNETOTÉRMICO 5 2 1 10
MOTORREDUCTOR 5 1 4 20
TRANSFORMADOR 3 1 3 9
… … … …
En función de:
La valoración obtenida
por cada elemento
El precio del elemento
Se determina un
porcentaje de recambios
que puede oscilar entre
un 0.5% y un 2%
Nota: Puede llegar al 3%
en caso de elementos muy
críticos de bajo precio
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GESTIÓN DE REPUESTOS Y STOCK
Sto
ck
Tiempo
PR
OV
EED
OR
PLA
NTA
SOLA
R
Entrada Mat Salida Mat
Devolución
Reparación
Gestión informática
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