ANALÍTICA AVANZADA PARA PLANTAS FOTOVOLTAICAS EN OPERACIÓN

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Fuente: https://futurenergyweb.es

Desde los comienzos de la industria solar, los propietarios de activos han dedicado pocos recursos al seguimiento de la operación de plantas fotovoltaicas. La aparente ausencia de palancas accionables, las tarifas reguladas, así como la supuesta sencillez de datos y métricas obtenibles han provocado, históricamente, escasez de recursos asignados a una actividad crítica para el negocio y que por supuesto no es trivial. El parque operacional fotovoltaico sigue creciendo globalmente con aproximadamente 770 GW acumulados previstos a final de 2020, lo que pone en valor la importancia de proporcionar, en
un mercado ultra-competitivo como el actual, unas métricas y analíticas adecuadas para maximizar la generación de nuestros activos y mejorar los retornos de la inversión.

La metodología de UL se apoya en pasos fundamentales, cuya ejecución requiere de herramientas y códigos perfeccionados por UL durante años dando servicio a la industria global. La automatización del proceso le permite abordar tareas masivas, que sin los códigos adecuados se tornan muy complejas si se busca precisión en el resultado.

  1. Tratamiento de datos: todas las variables de SCADA, incluyendo datos de irradiación, temperatura, inversores, seguidores y contadores de energía se compilan y procesan algorítmicamente para detectar y corregir cualquier posible influencia con efecto en una menor calidad de datos incluyendo huecos de datos, problemas de sincronización, o problemas con los sensores como desorientación, obstrucción o derivas metrológicas. Este paso es crítico para
    la precisión de los resultados.
  2. System Performance Model: la parte crítica de la analítica avanzada pivota sobre el modelo de full performance. Para su generación se utiliza información específica de proyecto, componentes
    y diseño como inputs para generar la salida esperable a nivel inversores o contadores para cada nivel de irradiación y temperatura. Esto permite obtener la máxima salida esperable sin tener
    en cuenta perdidas de calidad de módulos, soiling, degradación, disponibilidad, etc.
  3. Análisis de desvíos y atribución de perdidas: Se cuantifican a través de modelos propios para la determinación de cada una de las 17 categorías que el modelo de UL es capaz de determinar en función de los datos disponibles.
  4. Síntesis, detalles y proyecciones: Los resultados del análisis se sintetizan en métricas de gran utilidad tanto desde el punto de vista del operador, como del propietario. Las diferentes pérdidas obtenidas en el paso 3 se integran en un modelo de cascada de pérdidas que permite visualizar las caídas en cada categoría atribuible para cada periodo y poder hacer proyecciones a largo plazo así como enfocar las áreas donde es posible actuar para mejorar el retorno.

System Performance Model (SPM)
El modelo de UL utiliza inputs específicos del diseño final para cada planta (modelo de módulos e inversores, diseño de strings, layout y orientación de módulos, pendientes del terreno, detalles de funcionamiento de los seguidores y estrategias de backtracking, elevaciones, ángulo horizonte, albedo, diseño eléctrico, etc.). Una vez realizado
el tratamiento de datos inicial, se obtienen las salidas esperadas de la planta en las condiciones de operación. El SPM empleado, integra el modelo de un diodo para caracterizar el comportamiento
del campo fotovoltaico y estimar de forma precisa las expectativas de generación en las condiciones climáticas reales de operación evaluando de forma independiente el impacto de pérdidas sistemáticas como la disponibilidad, el soiling o el impacto de de-
gradación (siempre que haya un histórico representativo para este último parámetro).
Para determinar la irradiación disponible en el plano de captación de módulo (Plane of Array, POA), el SPM emplea modelos de transposición típicos en la industria (Perez, Hay/Davies, King, Reindl, Klucher, etc.) que permiten estimar la POA en caso de que solo se disponga de medición GHI en la planta o en aquellos casos en los que la medición POA en planta no sea adecuada. Por último, se utiliza el modelo King para estimar la variación de temperatura entre las caras del módulo utilizando la temperatura del mismo, la irradiación y los parámetros técnicos del módulo empleado.

Pérdidas sistemáticas
El SPM a través de la implementación del modelo de un diodo permite determinar con precisión las perdidas atribuibles al lado DC
del activo (calidad módulos, degradación o soiling). Después se modelizan las pérdidas en el inversor para cuantificarsu eficiencia, limitaciones de potencia, o disponibilidad. Finalmente se determinan las pérdidas eléctricas entre inversor, transformador
BT/MT y los contadores de energía.

Para la cuantificación de cada una de las pérdidas, los modelos de UL permiten obtener con la máxima precisión posible métricas a nivel de inversor, relativas a la degradación (eliminando mediante filtrado
la influencia de otros parámetros en la deriva temporal, evaluando un periodo de datos representativo para poder determinar este efecto) así como pérdidas estacionales tales como el impacto del soiling.

Las pérdidas de backtracking se detectan en los periodos de sombra entre módulos vecinos, que provocan anomalías de producción repentinas, acusadas y diferenciales entre módulos según su disposición.

Por último la detección de limitaciones a nivel inversor se consigue comparando la expectativa de generación del inversor con las condiciones climáticas reales versus la generación real por lo que se pueden observar desviaciones en caso de que el inverso no esté trabajando en su punto de máxima potencia MPPT, pudiendo determi-
nar un efecto clipping en los mismos. Si hay registros de limitación de potencia en el punto de entrega, el dato se clasifica como tal, si no, se categoriza como relativo al inversor. Así mismo la difusión de las limitaciones a nivel planta, permite también una mejor clasificación de la pérdida.

Que beneficios aporta la analítica avanzada
en plantas fotovoltaicas

La evaluación rigurosa del rendimiento de las plantas permite evaluar la realidad operativa del activo. Categorizar y cuantificar las pérdidas atribuibles a cada partida, clasificar los factores que
provocan desvíos frente a los programados y actualizar las proyecciones y expectativas de producción de la planta en base a los resultados obtenidos.

Con dichos resultados los clientes son capaces de identificar y abordar acciones correctivas específicas enfocadas a optimizar la producción así como el retorno para valorar su implementación.

La analítica de UL para parques fotovoltaicos está disponible en dos
formatos:
• Evaluación offline: el cliente nos proporciona datos para un periodo operativo de la planta y a través de los cuatro pasos (tratamiento de datos, SPM, categorización pérdidas, waterfall) se genera un informe con resultados detallados y recomendaciones
de mejora.
• RAMP (Renewables Asset Management Platform): la herramienta multi-tecnología de UL para monitoreo online de parques acoge un set ajustado a la operativa online de los algoritmos utilizados para la evaluación offline. Esto permite la obtención y visualización de resultados en automático compatibles con la realización
de un estudio específico en caso de que algunas plantas del portfolio requieran de una revisión más de detalle.

Por último, las capacidades analíticas de UL
en fotovoltaica se complementan con las existentes tanto en eólica como almacenamiento poniendo a disposición de los clientes de UL todas las capacidades integrales para abrir la puerta al conocimiento y la gestión digital de
plantas híbridas, el futuro de nuestra Industria.

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