Modelo basado en geometría solar para evaluar el rendimiento de sistemas fotovoltaicos bifaciales

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

Científicos de la India utilizaron la geometría solar para crear un novedoso modelo de estimación de energía que, según se informa, predice con precisión la irradiancia frontal y posterior de los módulos fotovoltaicos bifaciales. El modelo alcanzó coeficientes de correlación de 1,04 y 1,40 para la parte delantera y trasera, respectivamente.

Imagen: Everoze

Científicos del Instituto Indio de Tecnología Kharagpur han creado un novedoso modelo de estimación de energía para sistemas fotovoltaicos bifaciales que, según afirman, puede predecir con precisión las irradiancias para ambos lados de un prototipo de módulo fotovoltaico bifacial.

El modelo se basa en la geometría solar, que mide el ángulo del sol y la tierra para calcular cuánta energía solar llega a un objeto en particular.

«Nuestros resultados sugieren que se puede confiar en el modelo propuesto como herramienta para predecir con precisión la irradiancia de los módulos fotovoltaicos bifaciales», dijeron los científicos. «Esta validación es un paso importante hacia el desarrollo de modelos de estimación de energía más precisos para sistemas fotovoltaicos bifaciales, que pueden contribuir a optimizar su diseño y maximizar su producción de energía».

Si bien los modelos que calculan la energía que llega a la parte frontal del sistema fotovoltaico están bien establecidos en la literatura científica, esta investigación contribuye calculando la energía que llega a la parte trasera. Se basa en dos componentes: la irradiancia reflejada del suelo y la irradiancia trasera del sistema fotovoltaico.

«La cantidad de irradiancia reflejada depende de varios factores, incluido el albedo del suelo, la inclinación del módulo, la altura y el ángulo cenital solar», explica el artículo. «La irradiancia de la parte trasera incluye tanto la luz reflejada como la transmitida que pasa por la parte frontal del módulo».

Para validar este modelo, los académicos compararon sus predicciones con mediciones de dos piranómetros colocados a cada lado de un sistema fotovoltaico. Ese sistema fotovoltaico se implementa con un ángulo de inclinación fijo de 22 grados y está ubicado en un edificio del propio Instituto Indio de Tecnología de Kharagpur. El sistema consta de 18 módulos fotovoltaicos bifaciales con una capacidad total de 6,8 kW.

«Hubo un alto nivel de concordancia entre los valores medidos y las predicciones del modelo, como lo indican los coeficientes de correlación de 1,04 y 1,40 para la parte delantera y trasera, respectivamente», enfatizaron. «El coeficiente de correlación es una medida de similitud entre los datos modelados y medidos, donde los valores más altos indican una mejor coincidencia».

Además, los científicos compararon su modelo con resultados reales de una matriz elevada a un metro, con un albedo del 30%, bajo diferentes ángulos de inclinación que van de 0 a 90 grados. «El modelo propuesto muestra una concordancia favorable con la producción medida, con una tasa de error de alrededor del 2 al 5%», dijeron.

Además, los investigadores también han analizado la producción de energía en varias elevaciones en un ángulo de inclinación óptimo. “Elevar el conjunto a una altura de al menos 1 m puede aumentar significativamente la producción de energía, particularmente en ángulos de inclinación más altos. Además, el uso de una estructura elevada puede mejorar aún más el rendimiento de un sistema fotovoltaico bifacial al capturar más irradiancia reflejada desde el suelo”, concluyeron.

El modelo se presenta en el artículo » Evaluación del rendimiento de un sistema fotovoltaico bifacial utilizando un nuevo modelo de estimación de energía «, que se publicó en Solar Energy .