Potència nominal i condicions de prova estàndard (STC)
El rendiment d’un mòdul fotovoltaic es mesura generalment en condicions de prova estàndard (STC), definida per l’estàndard IEC 60904-1:
- Irradiància de 1000 p/m² (llum solar òptima)
- Temperatura del mòdul a 25 ° C
- Espectre de llum normalitzat (IEC 60904-3)
Els mòduls bifacials, que capturen la llum a banda i banda, poden millorar la producció mitjançant la reflexió del sòl (Albedo). PVGIS Encara no modelitza aquests mòduls, però un enfocament és utilitzar BNPI (irradiació de plaques de nom bifacial), definida com: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0.135), on φ és el factor de bifacialitat.
Limitacions dels mòduls bifacials: No és adequat per a instal·lacions integrades per a la construcció on la part posterior del mòdul està obstruïda. Rendiment variable depenent de l’orientació (per exemple, l’eix nord-sud amb oriental oriental).
Estimació de la potència real dels mòduls fotovoltaics
Les condicions de funcionament reals dels panells fotovoltaics difereixen de les condicions estàndard (STC), cosa que afecta la potència de sortida. PVGIS.COM S’aplica diverses correccions per incorporar aquestes variables.
1. Reflexió i angle d’incidència de la llum
Quan la llum colpeja un mòdul fotovoltaic, es reflecteix una porció sense que es converteixi en electricitat. Com més agut sigui l’angle d’incidència, més gran serà la pèrdua.
- Impacte sobre la producció: de mitjana, aquest efecte provoca una pèrdua del 2 al 4%, reduïda per als sistemes de seguiment solar.
2. Efecte de l’espectre solar sobre l’eficiència fotovoltaica
Els panells solars són sensibles a certes longituds d’ona de l’espectre de la llum, que varien segons la tecnologia PV:
- Silici cristal·lí (C-Si): sensible a la llum infraroja i visible
- CDTE, CIGS, A-Si: Sensibilitat diferent, amb una resposta reduïda a la infraroja
Factors que influeixen en l’espectre: La llum del matí i del vespre és més vermella.
Els dies ennuvolats augmenten la proporció de llum blava. L’efecte espectral influeix directament en la potència fotovoltaica. PVGIS.COM Utilitza dades de satèl·lit per ajustar aquestes variacions i integra aquestes correccions en els seus càlculs.
Dependència de la potència fotovoltaica de la irradiància i la temperatura
Temperatura i eficiència
L’eficiència dels panells fotovoltaics disminueix amb la temperatura del mòdul, segons la tecnologia:
A alta irradiància (>1000 w/m²), augmenta la temperatura del mòdul: pèrdua d’eficiència
A baixa irradiància (<400 w/m²), l'eficiència varia segons el tipus de cèl·lula fotovoltaica
Modelització a PVGIS.COM
PVGIS.COM Ajusta la potència fotovoltaica basada en la irradiància (G) i la temperatura del mòdul (TM) mitjançant un model matemàtic (Huld et al., 2011):
P = (g/1000) * a * eff (g, tm)
Els coeficients específics per a cada tecnologia PV (C-SI, CDTE, CIG) es deriven de mesures experimentals i s'apliquen a PVGIS.COM simulacions.
Modelització de la temperatura dels mòduls fotovoltaics
- Factors que influeixen en la temperatura del mòdul (TM)
- Temperatura ambient de l’aire (TA)
- Irradiància solar (G)
- Ventilació (W): el vent fort refreda el mòdul
-
Model de temperatura a PVGIS (Faiman, 2008):
Tm = ta + g / (u0 + u1w)
Els coeficients U0 i U1 varien segons el tipus d’instal·lació:
| Tecnologia PV | Instal·lació | U0 (W/° C-M²) | U1 (ws/° c-m³) |
|---|---|---|---|
| c-si | Independent | 26,9 | 26,9 |
| c-si | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cigs | Independent | 22.64 | 22.64 |
| Cigs | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cdte | Independent | 23.37 | 23.37 |
| Cdte | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Pèrdues del sistema i envelliment dels mòduls fotovoltaics
Tots els càlculs anteriors proporcionen la potència a nivell del mòdul, però cal tenir en compte altres pèrdues:
- Pèrdues de conversió (inversor)
- Pèrdues de cablejat
- Diferències de potència entre mòduls
- Envelliment dels panells fotovoltaics
Segons l'estudi de Jordan & Kurtz (2013), els panells fotovoltaics perden de mitjana el 0,5% de la potència a l'any. Després de 20 anys, la seva potència es redueix al 90% del seu valor inicial.
- PVGIS.COM Recomana entrar a una pèrdua inicial del sistema del 3% durant el primer any per tenir en compte les degradacions del sistema, després un 0,5% anual.
Altres factors no considerats a PVGIS
Alguns efectes influeixen en la producció de PV, però no estan inclosos a PVGIS:
- Neu als panells: Redueix dràsticament la producció. Depèn de la freqüència i la durada de les nevades.
- Acumulació de pols i brutícia: Disminueix la potència de PV, segons la neteja i la precipitació.
- Ombrejat parcial: Té un fort impacte si un mòdul està ombrejat. Aquest efecte s’ha de gestionar durant la instal·lació de PV.
Conclusió
Gràcies als avenços en modelatge fotovoltaic i dades de satèl·lit, PVGIS.COM Permet una estimació precisa de la potència de sortida dels mòduls fotovoltaics tenint en compte els efectes ambientals i tecnològics.
Per què utilitzar PVGIS.COM?
Modelització avançada de la irradiància i la temperatura del mòdul
Correccions basades en dades climàtiques i espectrals
Estimació fiable de les pèrdues del sistema i l’envelliment del panell
Optimització de la producció solar per a cada regió