Los test de vida aumentan la fiabilidad de los inversores fotovoltaicos

Wolfram Dege destruye inversores para ganarse la vida y ayuda a mejorarlos en el proceso. Para ello, somete a los dispositivos a un alto nivel de estrés e induce su envejecimiento de manera artificial. Realmente pone los inversores a prueba, utilizando frío, calor, humedad y altas corrientes y voltajes, e incluso, en el mejor de los casos, llevando a cabo todas estas pruebas a la vez. Estos test de vida le dan información muy valiosa sobre la vida útil de estos dispositivos.

 

Wolfram, ¿qué hace exactamente un ingeniero de confiabilidad y cómo acabaste dedicándote a esto?

En pocas palabras: mi trabajo consiste en destruir cosas, pero de una manera muy deliberada. En concreto llevo los productos desarrollados por SMA, principalmente inversores y sus componentes, hasta los límites de su resistencia. Creo que debe tener algo que ver con mi personalidad ya que, desde una edad temprana, tomaba cualquier cosa que pudiera tener en mis manos y jugaba con ella, la doblaba y, en general, iba manipulándola hasta que se arruinaba.

 

¿Cómo se rompen los inversores?

Utilizo cámaras climáticas, armarios de calefacción, fuentes de energía y configuraciones de prueba especiales para someter a los inversores a calor, frío, cambios de temperatura, humedad, voltaje y corriente hasta que fallan para que puedan identificar sus debilidades. En resumen, cuando los dispositivos vienen a mí, pasan por todas las tensiones a las que podrían estar expuestos en el uso por parte de los clientes.

 

¿No es la destrucción de inversores lo contrario de lo que debe hacer un ingeniero de confiabilidad?

Destruir productos no es un fin en sí mismo. Robert Bosch dijo una vez que cualquier cosa que todavía estaba de una sola pieza después de la prueba, obviamente no había sido realmente probada porque no sabemos cuáles son sus límites. En mi campo, la confiabilidad técnica, se trata de tratar de inducir fallos específicos como medio para obtener información sobre la vida útil del equipo. Eso significa que trato de mirar hacia el futuro para determinar cuándo se espera que el dispositivo que estoy investigando falle si un cliente lo usa perfecta y normalmente.

 

SMA Wechselrichter in der Klimakammer: Hier läuft gerade der beschleunigte Lebensdauertest.

Inversor SMA en la cámara climática

¿Cuándo se considera confiable un producto y qué sucede si un producto no pasa sus pruebas?

Si la predicción realizada sobre la base de las pruebas es aceptable, el dispositivo se considerará confiable. Sin embargo, si la vida útil prevista es demasiado corta, llevo esa información al desarrollador del producto y trabajamos juntos para pensar qué podemos hacer para que el dispositivo sea más duradero. Por ejemplo, en casos como ese podríamos recurrir a componentes alternativos o materiales más robustos. El dispositivo mejorado se someterá a pruebas repetidas hasta que la vida útil esperada para los clientes cumpla con nuestros requisitos.

 

¿Cómo puede validar una vida útil de 20 años en un período tan corto de pruebas?

SMA generalmente requiere una vida útil de entre 10 y 20 años. Obviamente, ninguna empresa puede permitirse realizar pruebas en tiempo real antes de vender el producto. Es por eso que en SMA realizamos pruebas de vida aceleradas. Puedo acelerar el envejecimiento del material aumentando la intensidad de varias tensiones, como el calor. No se trata de destruir los dispositivos de manera antinatural, como elegir una temperatura de prueba muy alta que hace que los plásticos utilizados se derritan. Se trata más de recrear los mismos procesos de envejecimiento físico que ocurren cuando los clientes usan el equipo, solo que a un ritmo mucho más rápido. De esa manera, los fallos se pueden provocar mucho antes en las pruebas.

 

¿Cuál es su papel en las pruebas de fiabilidad de SMA?

Mi trabajo consiste en desarrollar pruebas de vida acelerada personalizadas para nuestros productos, realizarlas y, una vez completadas las pruebas, traducir los resultados en conclusiones significativas sobre el equipo destinado a ser utilizado por nuestros clientes. El mayor desafío es aplicar los resultados de estas pruebas altamente aceleradas a las condiciones operativas esperadas con nuestros clientes. Para hacer estos cálculos, creo modelos de envejecimiento físico y utilizo herramientas y métodos del campo de las matemáticas, especialmente la estadística.

 

Auch einzelne Bauteile der SMA Wechselrichter durchlaufen die Stresstests: Beim sogenannten Power Cycling Test setzt Wolfram Halbleitermodule durch Bestromung großen Temperaturhüben aus.

En la prueba de ciclo de potencia, los módulos semiconductores se someten a altas variaciones de corriente y temperatura.

¿Los resultados de las pruebas tienen un impacto en el desarrollo continuo de los equipos SMA?

Si los resultados de una prueba son negativos, el primer paso es discutir las acciones correctivas y los cambios en el dispositivo como un medio para mejorar directamente el producto. Si los hallazgos se pueden utilizar para derivar algunas reglas generales, estas acciones también se incorporarán a las diversas pautas de diseño que nuestros ingenieros de desarrollo utilizan cuando trabajan en nuevos productos. Como resultado, los inversores SMA son cada vez más confiables.

 

¿Cuál es tu prueba favorita y por qué?

Hay una prueba que expone un dispositivo a una variedad de diferentes tipos de estrés al mismo tiempo, conocida como la prueba de condensación SMA. Además del frío, el calor y los cambios de temperatura, los dispositivos están expuestos a alta humedad durante un período prolongado. Esto genera una amplia gama de modos de fallo, cada uno más intrigante que el anterior. Con el equipo adecuado, conseguirlo en cámara es muy divertido. Evitar que ocurran esos modos de fallo requiere mucha creatividad y un buen trabajo en equipo con mis colegas en desarrollo. Es un desafío fantástico y variado cada vez.

 

Datos personales:

Wolfram ha sido ingeniero de confiabilidad en SMA desde 2011. Su área particular de especialización consiste en realizar procesos de envejecimiento acelerado en inversores y componentes, así como hacer predicciones sobre la vida útil. Al hacerlo, utiliza métodos de la física y la estocástica para hacer que los productos SMA sean mejores y más duraderos. También le ayudan sus excelentes habilidades de networking para interactuar con los departamentos de desarrollo, calidad, servicio y gestión de productos.

Comenzó su carrera en SMA con una beca en 2009. Estudió ingeniería eléctrica, centrándose en la tecnología energética y mostrando un gran interés en las matemáticas y la estocástica, y escribió su tesis sobre el desarrollo de un nuevo inversor de batería.

Fiabilidad frente a vida útil

La fiabilidad mide cuán duradero es un producto cuando se usa de la manera prevista, en función de su vida útil especificada. Por ejemplo, un modelo de inversor se considera fiable si está diseñado para funcionar durante 20 años y la mayoría de los inversores instalados en las instalaciones del cliente aún están intactos después de ese tiempo.

La vida útil se refiere al tiempo entre la entrada en funcionamiento de un producto y el final de su vida útil. A diferencia de la fiabilidad, los requisitos que se aplican al producto en términos de durabilidad no son relevantes para la vida útil.

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