La mejor manera de predecir el perfil I-V de los paneles fotovoltaicos

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Fuente: https://www.pv-magazine-latam.com

En un estudio se han considerado los mejores modelos matemáticos para la predicción del rendimiento de los módulos solares en diferentes condiciones.

Más parámetros equivalen a un modelado más preciso, lo cual no es sorprendente.

Un nuevo estudio ha evaluado la precisión de los modelos matemáticos utilizados en la industria fotovoltaica y la investigación para evaluar el rendimiento de los módulos solares en condiciones ambientales variables como la irradiancia y la temperatura.

Los resultados se describen en el artículo “Evaluation of solar module equivalent models under real operating conditions-A review”, publicado en el Journal of Renewable and Sustainable Energy.

Los investigadores analizaron los modelos básicos para evaluar el perfil I-V de los módulos – una representación gráfica de la relación entre el voltaje aplicado a través de un dispositivo eléctrico y la corriente que fluye a través de él.

Las herramientas de modelización convencionales son un sistema básico y simplificado de tres parámetros que no incorpora resistencia en serie y shunt para los perfiles I-V; un modelo ampliado de cinco parámetros que considera el efecto de la resistencia en serie y shunt; y una versión de siete parámetros que también incluye el efecto de la variación de la temperatura y la irradiación en las células solares.

Tecnologías de módulos

“Aunque todos estos modelos predicen razonablemente los perfiles IV de los módulos solares a pequeñas variaciones de las condiciones de prueba estándar (STC), su rendimiento en la modelización del rendimiento del módulo a bajas irradiaciones y altas temperaturas está lejos de ser ideal”, dijeron los investigadores.

La precisión de los modelos se midió para los productos solares de la tecnología de silicio cristalino (c-Si) y para los dispositivos de capa fina basados en silicio amorfo (a-Si); cobre, indio, galio y selenio (CIGS); y teluro de cadmio (CdTe).

“La contribución principal de este trabajo está en la evaluación detallada de los modelos donde cuantificamos la exactitud de los tres modelos sobre un rango amplio de perfiles de irradiación variables para los módulos TF [película delgada] y c-Si”, escribieron los investigadores.

Se utilizaron paneles solares cristalinos fabricados por Mitsubishi, Sharp, Suntech, Adani Solar, Amerisolar, Canadian Solar, Gintech, Tamesol y Solar Power Mart, así como productos de capa fina de First Solar, Q-Cells y Solar Frontier, entre otros.

Resultados divergentes

Los científicos encontraron que el modelo de tres parámetros generalmente sobre-predijo por un margen significativo el punto de máxima potencia (MPP) – y por lo tanto la potencia de salida – de los paneles c-Si y de película delgada.

El modelo de cinco parámetros, del que se dice que requiere una mayor complejidad computacional y, a menudo, soluciones numéricas, se consideró una mejor línea base para resultados más precisos, ya que era más capaz de predecir el perfil I-V para los módulos de película delgada en múltiples condiciones de irradiación. En condiciones de baja irradiación, sin embargo, el modelo de cinco parámetros todavía no modelaba con exactitud los resultados, según el documento.

Los investigadores dijeron que el modelo de siete parámetros era el más exacto para los módulos c-Si. “El rendimiento ligeramente mejorado del modelo de siete parámetros se debe al hecho de que incluye el factor de rendimiento de baja irradiación; reduce la sobrepredicción de potencia a 11.5%”, anotó el informe. “Sigue sobreestimando la potencia producida pero, en general, se ajusta mejor al rendimiento de modelización de la tecnología de células solares c-Si”.

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