Protecciones en Sistemas Fotovoltaicos Parte 2
Generación anual y administración de potencia o pérdida
Ante cualquier modulación de energía hay que considerar la parte del proceso de carga de la batería, Supongamos que la batería está completamente cargada cuando la tensión en los bornes alcanza los 15 v con una corriente especifica de carga, supóngase también que cuando la tensión en los bornes alcanza los 15 v, entonces el arreglo de celdas solares se desconecta del banco de baterías, y cuando la tensión en las terminales cae por debajo de los 15 v, el arreglo de celdas será reconectado. Ahora observamos que cuando la matriz está desconectada de las terminales, la tensión en los bornes caerá por debajo de los 15 v, ya que no hay la caída de voltaje a través de la resistencia interna de la batería, el controlador por lo tanto monitorea que la batería no está todavía cargada y la batería se conectará nuevamente a la matriz, hasta exceder el voltaje de 15 v en los bornes, provocando que la batería sea desconectada de la matriz. Este proceso de oscilación continúa hasta que finalmente la batería se sobrecarga o hasta que un circuito en el controlador detecte la oscilación y disminuya la corriente de carga.
Una manera de eliminar la sobrecarga resultante del proceso oscilatorio sería reducir
el punto de ajuste de apagado del controlador. Esto, sin embargo, puede resultar en
una carga insuficiente de la batería. Otro método consiste en introducir la histéresis
en el circuito, de modo que la matriz no se vuelva a conectar a las baterías hasta que
estas se han descargado algo. Esto se puede lograr con un circuito comparador.
Consideremos ahora la parte de la descarga entre otras acciones que pueden reducir la
potencia de los paneles. Por tolerancia de potencia nominal de fabricación, la salida
del módulo está dada en Watts y está representada por el fabricante a 25o, típicamente
es +/- 5% y en los últimos años +/- 3%, el diseñador debe considerar esta tolerancia
para este ejemplo es 0 a +3%, como dato conservador se considera 0%.
Las celdas necesitan estar a cierta temperatura mínima para poder generar sus niveles
aptos de energía: T amb + 25oC y el coeficiente de la temperatura del módulo deberá ser
mínimo 330 W es -0.30%/oC. La potencia aumenta en la misma proporción por cada oC por
debajo de los 25 oC de temperatura ambiente, pero también la potencia se reduce en 0.30%
por cada oC por arriba de 25 oC de temperatura ambiente, la reducción de potencia por
polvo y suciedad (x 0.95), la acumulación de polvo puede reducir la potencia del módulo
al obstruir el paso de la luz hacia las celdas, típicamente se considera un 5%, si no
se deja acumular mucho polvo o suciedad, en tal caso puede ser mayor.
Consideremos ahora la parte de descarga del ciclo. Supongamos que la tensión en los bornes
de la batería cae por debajo del nivel mínimo establecido. Si el controlador desconecta
la carga, la tensión en bornes de la batería se elevará por encima de la mínima y la carga
se activará de nuevo y se presenta una condición oscilatoria. Así, una vez más, una solicitud
de histéresis es identificada y otro circuito comparador se justifica para la salida del
controlador.
La reducción de potencia de salida del módulo está dada por: Psal=Pstc * Coef Ptemp* Coef polvo.
Las pérdidas de potencia por el inversor se dan por las especificaciones del fabricante y afectará también
a la potencia de salida del sistema, eficiencia máxima del inversor Fronius Symo 15.0-3 208= 97.3% (0.973)
Potencia de salida ajustada del módulo Psal: 285.3 W.
Potencia de salida del sistema: Psal_sys=Número de módulos * Psal * Irradiación del sitio (HSP)
Psal_sys= 240 * 285.3 W* 6.04 Psal_sys=413,571 W.
La potencia varía dependiendo de los fuetes de los módulos y está dada por la caída de voltaje en el
cableado desde los módulos al inversor, esta pérdida debe ser del 2% máximo, por lo que la eficiencia
del subsistema de cableado es de 98% y la potencia de salida del sistema deberá ajustarse a esta reducción:
- Psal_sys=Número de módulos * Psal * Irradiación del sitio (HSP) * 0.98
- Psal_sys=240* 285.3 W * 6.04 * 0.98
- Psal_sys= 405,299.58 W ⇛ 405, 300 W
Producción de energía del SFV (Sistema Fotovoltaico) ejemplo:
- En nuestro proyecto tenemos 240 módulos * 330 W= 79,200 Wp79.2 kWp El promedio diario de energía entregado a la red por el SFV = 79.2 kWp*6.04= 478.368 kWh/día.
- Energía promedio entregada a la red por el SFV=478.368 kWh/día * 0.8032= 384.22 kWh/día.
- Generación mensual = 384.22 kWh/día* 30=11,526.75 kWh/día Generación anual= 11, 526.75 kWh/día* 12
- La producción de energía anual será de = 138,321 kWh/año
