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CARACTERISTICAS DE LAS PLACAS SOLARES

Las características de los paneles solares como la caída de producción de energía,potencia de los paneles ect , serán tratados en este artículo.




Cada panel solar, o módulo, está clasificado para producir cierta potencia, voltaje y amperaje bajo condiciones específicas. Obtenga más información acerca de cómo los módulos obtienen estas clasificaciones y qué factores afectan la producción de energía.

Paneles solares caracteristicas

¿Cuáles son las características eléctrica de los paneles solares?

características de los paneles solares

¿Que significa STC?

El estándar de la industria contra el cual todos los módulos fotovoltaicos están clasificados y pueden compararse se llama Condiciones de prueba estándar (STC). 

STC es un conjunto definido de condiciones de prueba de laboratorio que se aproximan a las condiciones bajo las cuales se pueden usar paneles solares o módulos fotovoltaicos. 

Aunque existen otros estándares que ofrecen mejores aproximaciones del mundo real, STC ofrece el estándar más universal.

 El mismo estándar también se usa para evaluar posibles ubicaciones de instalación, ya que es la base de los valores. STC incluye tres factores:

  1. Irradiancia (intensidad o potencia de la luz solar), en vatios por metro cuadrado que cae sobre una superficie plana. El estándar de medición es de 1 kW por metro cuadrado. (1,000 vatios / m2)
  2. La masa de aire se refiere al “espesor” y la claridad del aire a través del cual pasa la luz del sol para llegar a los módulos (el ángulo del sol afecta este valor). El estándar es 1.5.
  3. La temperatura de la celda , que diferirá de la temperatura del aire ambiente. STC define la temperatura de prueba de la celda como 25 grados C.

PUNTO MÁXIMO DE POTENCIA

Cada modelo de panel solar tiene características de rendimiento únicas que se pueden representar gráficamente en un gráfico. 

El gráfico se denomina “curva IV” y se refiere a la relación de salida del módulo entre la corriente (I) y el voltaje (V) bajo las condiciones predominantes de la luz solar y la temperatura. La curva se parece a la pierna de una persona sentada:

caracteriticas de los paneles solares

Curva IV (muestra corriente y voltaje)

 

Teóricamente, cada panel solar tiene múltiples curvas IV (varias de las cuales se muestran arriba para un módulo particular), una para cada combinación de condiciones que afectaría los parámetros de clasificación STC anteriores: temperatura, masa de aire, irradiancia … eso es mucho de posibles gráficos!

 Puede ver en la ilustración anterior que este módulo pierde voltaje a medida que aumenta la temperatura de la celda; ese efecto es común a todos los módulos cristalinos. 

Debido a la Ley de Ohm (y la ecuación Potencia = Voltaje x Corriente), el resultado de la tensión reducida es la potencia de salida reducida. La posición ideal en cualquier curva IV, el punto óptimo en el que podemos obtener la mayor potencia del módulo, es en la “rodilla”. 

Ese es el punto de máxima potencia (MPP), y puede ver que su posición cambia con la temperatura y la irradiancia.

En los sistemas fotovoltaicos basados ​​en baterías, un MPPT o un controlador de carga de seguimiento de punto de máxima potencia monitorean la matriz constantemente para encontrar el MPP en constante cambio y así capturar la mayor cantidad de energía de la matriz. En sistemas rectos conectados a la red, la tecnología MPPT está integrada en todos los inversores, por lo que estos sistemas tienden a ser muy altos.

UN OBJETIVO EN MOVIMIENTO

Dos grupos de condiciones que pueden aumentar el voltaje y cambiar el MPP en un sistema fotovoltaico o eléctrico solar incluyen efectos de sobre irradiación y temperatura . La irradiancia excesiva es solo una forma elegante de decir la luz del sol con una intensidad superior al valor estandarizado de STC de 1,000 vatios por metro cuadrado.
La sobre irradiancia puede ocurrir de varias maneras:

  1. Reducción de “masa de aire” . Esto significa menos atmósfera de robo de energía para que la luz del sol pase. Esta condición podría ocurrir a gran altura, por ejemplo.
  2. Efecto de borde de la nube. Este efecto ocurre cuando una sombra de nube pasa fuera del camino de entrada de la luz solar a los paneles solares. La refracción puede concentrar la luz solar mientras el borde de la sombra pasa. El resultado es un aumento en la salida de voltaje del módulo.
  3. Reflejo de luz solar ambiental Los fuertes reflejos de los cuerpos de agua cercanos e incluso una alfombra de nieve circundante en un día brillante de invierno pueden producir un aumento de la intensidad solar que puede afectar el voltaje.

Efecto de temperatura

Los efectos de temperatura son el resultado de una característica inherente de los módulos basados ​​en células de silicio cristalino. Tienden a producir mayor voltaje a medida que desciende la temperatura y, a la inversa, a perder voltaje en altas temperaturas.

Cualquier cálculo de derating del sistema o panel solar debe incluir un ajuste para este efecto de temperatura. 

eeddddsdsdsxrsdaPor lo general, esta reducción se realiza al calcular los tamaños de los componentes del sistema relacionados, como controladores de carga o inversores conectados a la red, ya que estos componentes deben dimensionarse para manejar los posibles picos de corriente del campo fotovoltaico causados ​​por sobre irradiancia y efectos de temperatura. 




El tamaño del inversor vinculado a la red, en particular, se basa en la identificación de la temperatura más baja registrada en un sitio propuesto. Los fabricantes de inversores incluyen esta variable en sus tablas o en las herramientas de dimensionamiento de cadenas fotovoltaicas en línea.

 Ellos, a su vez, obtienen datos de factoraje de la Sección 690.7. Si una temperatura baja es remotamente posible, debe planearla o arriesgarse a freír su controlador de carga o inversor. Debido a que el voltaje del módulo puede sobresalir bajo la luz brillante del sol y temperaturas más bajas, debe asegurarse de que su controlador de carga o inversor pueda manejar el voltaje y la corriente más altos posibles. 

La tarea cuidadosa vale la pena (¡en un sistema sin daños!). Para los datos de temperatura del sitio, recomiendo consultar los datos meteorológicos disponibles en la base meteorológica .

TODO ESTÁ EN LA PLANIFICACIÓN

Al diseñar un sistema fotovoltaico, STC es su primera guía para el dimensionamiento y la planificación. Pero STC se basa en las condiciones de laboratorio. 

Los paneles solares tienen curvas de salida de potencia IV únicas que varían con las condiciones cambiantes del mundo real. 

Hay muchos factores que pueden aumentar la producción de los módulos por encima de STC, incluidos los efectos de sobre irradiancia y temperatura. Seguir los procedimientos de derating apropiados garantizará un sistema fotovoltaico seguro y efectivo.

CARACTERÍSTICAS DE LOS PANELES SOLARES

Dentro de las características de un panel solar ,la salida de corriente y potencia de los paneles solares fotovoltaicos es aproximadamente proporcional a la intensidad del sol. 

La salida de corriente y potencia de los paneles solares fotovoltaicos es aproximadamente proporcional a la intensidad del sol. , la corriente de salida y el voltaje de funcionamiento de un panel solar están determinados por las características de la carga. Si esa carga es una batería, la resistencia interna de la batería determinará el voltaje de funcionamiento del módulo.

Un panel solar, que tiene una potencia nominal de 17 voltios, emitirá menos de su potencia nominal cuando se utiliza en un sistema de batería.

 Eso es porque el voltaje de trabajo estará entre 12 y 15 voltios. Debido a que la potencia (o potencia) es el producto de voltios multiplicado por los amperios, la salida del módulo se reducirá. +

Por ejemplo, un panel solar de 50 vatios que funcione a 13.0 voltios producirá 39.0 vatios (13.0 voltios x 3.0 amperios = 39.0 vatios). Esto es importante de recordar cuando se dimensiona un sistema fotovoltaico.

Una curva IV (ver imagen a la derecha) es simplemente todos los posibles puntos de operación de un panel solar (combinaciones de voltaje / corriente) a una temperatura de celda e intensidad de luz determinadas. Los aumentos en la temperatura de la celda aumentan ligeramente la corriente de un panel solar, pero reducen significativamente la salida de voltaje. 

Los paneles solares fotovoltaicos son muy sensibles al sombreado.A diferencia de los paneles solares térmicos utilizados en el calentamiento de agua  que pueden tolerar algunos sombreados, muchas marcas de paneles solares fotovoltaicos ni siquiera pueden tolerar el sombreado de la rama de un árbol sin hojas.

Las obstrucciones de sombreado pueden ser de fuentes “blandas” o “duras”. Si la rama de un árbol, el respiradero del techo, la chimenea u otro elemento está sombreado desde la distancia, la sombra es difusa o está dispersa.

 Estas fuentes suaves reducen significativamente la cantidad de luz que llega a las celdas de un panel solar. Las fuentes duras se definen como aquellas que impiden que la luz llegue a las células solares, como una manta, una rama de árbol o una caída de pájaros que se encuentra directamente encima del vidrio. 

Si incluso una celda llena está sombreada, el voltaje de ese módulo caerá a la mitad de su valor no sombreado para protegerse. Si hay suficientes celdas sombreadas, el módulo no convertirá ninguna energía y, de hecho, se convertirá en un pequeño drenaje de energía en todo el sistema.

Celdas sombreadas en paneles solares
Ejemplos de sombreado celular parcial que reducen la potencia del panel solar a la mitad.

El sombreado parcial de incluso una celda en un panel solar de 36 celdas reducirá su potencia de salida.

 Debido a que todas las celdas están conectadas en una cadena en serie, la celda más débil reducirá a las demás a su nivel de potencia reducido. 

Por lo tanto, si la mitad de una celda está sombreada, o 1/2 fila de celdas está sombreada (como se muestra arriba), la disminución de potencia será la misma y proporcional al porcentaje de área sombreada, en este caso 50% .

Sombreado completo de celdas en un panel solarCuando una celda llena está sombreada, puede consumir energía producida por el resto de las células y activar el panel solar para protegerse. 

El panel solar dirigirá la potencia alrededor de esa serie de cadena. Si incluso una celda llena en una cadena en serie está sombreada, como se ve a la derecha, es probable que el módulo reduzca su nivel de potencia a la mitad de su valor total disponible. 

Si una fila de celdas en la parte inferior de un panel solar está completamente sombreada, como se ve en la Figura 7, la producción de potencia puede caer a cero. La mejor manera de evitar una caída en la potencia de salida es evitar el sombreado siempre que sea posible.

¿Es importante el Ángulo de inclinación?

Para capturar la cantidad máxima de radiación solar en el transcurso de un año, una matriz solar debería inclinarse en un ángulo aproximadamente igual a la latitud de un sitio, y enfrentando 15 grados de inclinación hacia el sur.

 Para optimizar el rendimiento invernal, la matriz solar se puede inclinar 15 grados más que el ángulo de latitud, y para optimizar el rendimiento en verano, 15 grados menos que el ángulo de latitud.

En un instante dado, una matriz generará la potencia máxima disponible cuando se apunte directamente al sol.

Para comparar la salida de energía de su matriz con su valor óptimo, necesitará conocer la latitud del sitio y el ángulo de inclinación real de su matriz, que puede ser la pendiente de su techo si su matriz está montada al ras. 

Si la inclinación de su panel solar está dentro del 15% del ángulo de latitud, puede esperar una reducción del 5% o menos en la producción anual de energía de su sistema. 




Si la inclinación de su panel solar es mayor a 15 grados del ángulo de latitud, la reducción en la producción anual de energía de su sistema puede disminuir hasta en un 15% desde su valor máximo disponible. Durante los meses de invierno a mayor latitud, la reducción será mayor.

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