Potencia nominal e condicións de proba estándar (STC)
O rendemento dun módulo fotovoltaico mídese xeralmente en condicións de proba estándar (STC), definido polo estándar IEC 60904-1:
- Irradiación de 1000 p/m² (luz solar óptima)
- Temperatura do módulo a 25 ° C
- Espectro de luz normalizado (IEC 60904-3)
Os módulos bifaciais, que captan luz nos dous lados, poden mellorar a produción mediante a reflexión terrestre (albedo). PVGIS Aínda non modelan estes módulos, pero un enfoque é usar BNPI (irradiación de placas de nome bifacial), definido como: P_bnpi = p_stc * (1 + φ * 0.135), onde φ é o factor de bifacialidade.
Limitacións dos módulos bifaciais: Non é adecuado para instalacións integradas por edificios onde a parte traseira do módulo está obstruída. Rendemento variable dependendo da orientación (por exemplo, eixe norte-sur con cara ao leste-oeste).
Estimación do poder real dos módulos fotovoltaicos
As condicións de funcionamento reais dos paneis fotovoltaicos difiren das condicións estándar (STC), o que afecta á potencia de saída. PVGIS.COM Aplica varias correccións para incorporar estas variables.
1. Reflexión e ángulo de incidencia de luz
Cando a luz chega a un módulo PV, reflíctese unha porción sen converterse en electricidade. Canto máis agudo sexa o ángulo de incidencia, maior será a perda.
- Impacto na produción: de media, este efecto provoca unha perda do 2 ao 4%, reducida para os sistemas de seguimento solar.
2. Efecto do espectro solar na eficiencia fotovoltaica
Os paneis solares son sensibles a certas lonxitudes de onda do espectro lixeiro, que varían segundo a tecnoloxía PV:
- Silicon cristalino (C-SI): sensible á luz infravermella e visible
- CDTE, CIGS, A-SI: Sensibilidade diferente, cunha resposta reducida no infravermello
Factores que inflúen no espectro: A luz da mañá e da noite é máis vermella.
Os días nublados aumentan a proporción de luz azul. O efecto espectral inflúe directamente na potencia fotovoltaica. PVGIS.COM usa datos de satélite para axustar estas variacións e integra estas correccións nos seus cálculos.
Dependencia da potencia fotovoltaica sobre a irradiación e a temperatura
Temperatura e eficiencia
A eficiencia dos paneis fotovoltaicos diminúe coa temperatura do módulo, dependendo da tecnoloxía:
En alta irradiación (>1000 p/m²), Aumenta a temperatura do módulo: perda de eficiencia
A pouca irradiación (<400 w/m²), a eficiencia varía segundo o tipo de célula fotovoltaica
Modelado en PVGIS.COM
PVGIS.COM Axusta a potencia fotovoltaica baseada na irradiación (g) e na temperatura do módulo (TM) usando un modelo matemático (Huld et al., 2011):
P = (g/1000) * a * eff (g, tm)
Os coeficientes específicos para cada tecnoloxía PV (C-Si, CDTE, CIGs) derivan de medicións experimentais e aplícanse PVGIS.COM simulacións.
Modelando a temperatura dos módulos PV
- Factores que inflúen na temperatura do módulo (TM)
- Temperatura do aire ambiente (TA)
- Irradiación solar (g)
- Ventilación (W): o vento forte arrefría o módulo
-
Modelo de temperatura en PVGIS (Faiman, 2008):
TM = TA + G / (U0 + U1W)
Os coeficientes U0 e U1 varían segundo o tipo de instalación:
| Tecnoloxía PV | Instalación | U0 (W/° C-M²) | U1 (WS/° C-M³) |
|---|---|---|---|
| C-SI | Autónomo | 26.9 | 26.9 |
| C-SI | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| Cigs | Autónomo | 22.64 | 22.64 |
| Cigs | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
| CDTE | Autónomo | 23.37 | 23.37 |
| CDTE | BIPV/BAPV | 20.0 | 20.0 |
Perdas do sistema e envellecemento dos módulos fotovoltaicos
Todos os cálculos anteriores proporcionan a potencia a nivel do módulo, pero hai que considerar outras perdas:
- Perdas de conversión (inversor)
- Perdas de cableado
- Diferenzas de poder entre módulos
- Envellecemento dos paneis fotovoltaicos
Segundo o estudo de Jordan & Kurtz (2013), os paneis fotovoltaicos perden de media o 0,5% da potencia ao ano. Despois de 20 anos, o seu poder redúcese ao 90% do seu valor inicial.
- PVGIS.COM Recomenda ingresar unha perda inicial do sistema do 3% durante o primeiro ano para dar conta das degradacións do sistema, despois do 0,5% ao ano.
Outros factores non considerados en PVGIS
Algúns efectos inflúen na produción de PV pero non están incluídos PVGIS:
- Neve nos paneis: Reduce drasticamente a produción. Depende da frecuencia e duración das nevadas.
- Acumulación de po e lixo: Diminúe a potencia fotovoltaica, dependendo da limpeza e das precipitacións.
- Sombreado parcial: Ten un forte impacto se un módulo está sombreado. Este efecto debe xestionarse durante a instalación de PV.
Conclusión
Grazas aos avances en modelado fotovoltaico e datos de satélite, PVGIS.COM permite unha estimación precisa da potencia de saída dos módulos fotovoltaicos tendo en conta os efectos ambientais e tecnolóxicos.
Por que usar PVGIS.COM?
Modelado avanzado de irradiación e temperatura do módulo
Correccións baseadas en datos climáticos e espectrais
Estimación fiable das perdas do sistema e do envellecemento do panel
Optimización da produción solar para cada rexión