PREDICCIÓN DE ENERGÍA ANUAL PRODUCIDA CON DOS TIPOS DE MÓDULOS

TIPOS DE MÓDULOS

En esta sección se hace una simulación detallada de la energía anual generada por una instalación compuesta por módulos MA en comparación con una instalación idéntica compuesta por módulos MB. Con ello se pretende conocer la influencia de la Rp en la

merma de producción de energía del módulo MB frente al módulo MA. La simulación se ha completado haciendo las dos suposiciones de Rp:

a) Rp constante con la irradiancia y de valor el obtenido por el método de

resistencia externa y,

b) Rp variable con dependencia exponencial según es determinada por

Mermoud [52] de acuerdo con la ecuación (2.46)

(2.46)

donde Gref es la irradiancia de referencia, Rp (0) es la resistencia paralelo obtenida en

oscuridad, Rp (Gref) es la resistencia paralelo obtenida a la irradiancia de referencia (en

nuestro caso a 1000 W/m2) y es un factor empírico de parametrización cuyo valor de 5,5 (obtenido en el mismo estudio [52]), ofrece una buena aproximación para la mayoría de módulos.

Para hacer la simulación se ha empleado el programa de simulación de sistemas fotovoltaicos PVsyst [57], usado para predecir la producción de energía de las instalaciones fotovoltaicas. Para hacer la simulación de la influencia de la Rp del

módulo en la producción anual de energía, se introdujeron en el programa dos instalaciones de muestra¸ una compuesta por módulos MA y otra por módulos MB.

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Además, se hizo la comparación en dos localizaciones distintas, Glasgow y Hamburgo, elegidas por estar situadas en una latitud relativamente alta y por tanto, con irradiaciones bajas en las que la Rp tiene más influencia.

Cada instalación consta de 100 kW de potencia pico instalada con módulos orientados al sur y con 30 grados de inclinación cenital (inclinación óptima para las dos localizaciones).

Como se ha comentado en la sección anterior (2.4.4), no se ha encontrado ninguna relación entre la irradiancia y la Rp. Sin embargo en las simulaciones realizadas, se ha

tenido en cuenta también el caso en el que esa relación fuera real y que por tanto es la causante de la diferencia entre la Rp obtenida en oscuridad (por el método de

resistencia externa o por el método estándar en oscuridad y voltaje negativo) y la Rp

obtenida en iluminación (dada por Pasan). Así, se simularan además módulos con la Rp

con dependencia exponencial (según la ecuación (2.46)) y módulos con una Rp

constante. De esta manera se estima también el error que se puede cometer al introducir un supuesto (Rp no dependiente de la irradiancia y con valor dado por el

método de resistencia externa) u otro (Rp dependiente de la irradiancia).

Para el caso de la Rp exponencial, supondremos que:

Rp(0) = dato de Rp obtenido por el método de resistencia externa

Rp(Gref) = Rp(1000 W/m2) = dato de Rp dado por el Pasan a 1000 W/m2

RpExp = 5,5 valor obtenido empíricamente por Mermoud.

Si representamos la resistencia paralelo de la ecuación (2.46), que a partir de ahora denominaremos (RpE), con los datos especificados anteriormente se obtiene la gráfica

71 Figura 2-27. Dependencia de la Rp con la irradiancia según la ecuación de Mermoud e introduciendo los valores experimentales para el módulo MA: Rp(0) = 83778 Ω , Rp(Gref) = 834

Ω.

Por tanto, sobre cada instalación se han realizado cuatro simulaciones distintas, que son:

1) Instalación compuesta por módulos MA con Rp constante y determinada según

el método de resistencia externa (Abreviado como MA, Rpct )

2) Instalación compuesta por módulos MB con Rp constante y determinada según

el método de resistencia externa (Abreviado como MB, Rpct )

3) Instalación compuesta por módulos MA con Rp variable y comportamiento

exponencial. (Abreviado como MA, Rp E)

4) Instalación compuesta por módulos MB con Rp variable y comportamiento

exponencial. (Abreviado como MB, RpE)

Para los casos de dependencia exponencial de la Rp con la irradiancia (casos 3 y 4), se

ha utilizado la ecuación propuesta por Mermoud, imponiendo que la Rp a irradiancia

cero sea la obtenida por el método de resistencia externa, mientras que a irradiancia 1000 W/m2, la Rp del módulo es aquella dada por el sistema Pasan. De esta manera,

500 10500 20500 30500 40500 50500 60500 70500 80500 0 200 400 600 800 1000 Rp E [ Ω ] Irrad. [W/m2_]

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estamos suponiendo que, de ser cierta la aproximación exponencial de Mermoud (2010) (ecuación (2.46)), la diferencia entre los resultados obtenidos por el método de resistencia variable (realizado en oscuridad) y los obtenidos midiendo con el sistema Pasan, se debe exclusivamente a que en el primer caso se mide en oscuridad y en el segundo caso se mide a 1000 W/m2.

Por otro lado, se puede ver en la Tabla 2-9, que utilizando la resistencia paralelo con dependencia exponencial (RpE), la simulación del PVsyst da desde un 0,6% hasta un

1,13% más de Energía Anual Acumulada (EAA) para una misma instalación suponiendo la Rp constante (Rpct)

Estos resultados también revelan el aumento de la energía anual producida causado por una resistencia paralelo mayor. Es decir, qué porcentaje produce de más una instalación compuesta por módulos MA en comparación con módulos MB (columna 4 de la Tabla 2-9).

Bajo la simulación hecha en el PVsyst se han llegado a aumentos de energía anual producida de hasta un 2,2 % mayor para el módulo MA que para el módulo MB.

Caso EAA [kWh/año] Diferencia (A-B)/B [%]

Hamburgo 1) MA, Rp ct 87504 1,50% 2) MB, Rpct 86211 3) MA, RpE 88425 1,94% 4) MB, RpE 86741 Glasgow 1) MA, Rp ct 77384 1,69% 2) MB, Rpct 76099 3) MA, RpE 78258 2,19% 4) MB, RpE 76584

Tabla 2-9. Valores de Energía Anual Acumulada por dos instalaciones modelo de 100 KW cada una. Las simulaciones se han hecho con módulos MA y MB, así como para dos localizaciones distintas, Hamburgo y Glasgow. Se ha tenido en cuenta tanto la dependencia de la Rp con la irradiancia (Rpexp) como una Rp independiente de la irradiancia (Rpct).

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En la Figura 2-28 se muestra, a modo de ejemplo, uno de los informes generado para calcular la Energía Anual Acumulada por una de las instalaciones propuestas.

Figura 2-28. Informe generado por el PVsyst para una de las instalaciones propuestas (Glasgow, con módulo MA y resistencia paralelo dependiente de la irradiancia)

Resistencia paralelo con dependencia de la irradiancia: RpE

Localización: Glasgow Tipo de módulo: MA

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