Como medir el rendimiento fotovoltaico

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Publicado: martes, 2 de febrero de 2010 Las pruebas de rendimiento de un panel FV influyen en las decisiones a tomar durante la construcción y compra de una planta solar. El laboratorio de pruebas Albarubens emplea el mejor método de prueba, usando la luz natural en vez de la luz artificial. El piranómeto CMP 11 de Kipp & Zonen ayuda a medir de forma precisa la radiación solar para dar una indicación exacta del rendimiento del panel.

Albarubens, S.R.L. es un laboratorio de pruebas ubicado cerca de Milán, Italia, especializado en sistemas de energía solar. Albarubens (“alba roja” en latín) lleva a cabo las pruebas y la certificación de paneles FV para proyectos de plantas térmicas. La información resultante influye en las decisiones tomadas por directores de proyecto. El laboratorio está acreditado bajo el IEC17025 para toda prueba de rendimiento y resistencia para los paneles solares fotovoltaicos (FV), como viene descrito en la norma IEC EN 61215 (silicona cristalina), IEC EN 61646 (capa fina) e IEC EN 61730-2 (aspectos de seguridad). Antes del fin del año 2009, también operará bajo las normas IEC 62108 (concentradores) y EN12975 (paneles termosolares).

Una prueba de rendimiento que realiza Albarubens es la medición de la máxima energía eléctrica generada por un panel FV por metro cuadrado. Este valor depende de la tecnología del módulo, que es el principal factor a tener en cuenta al elegir un sistema FV.

La investigación y el desarrollo en este campo aseguran un rendimiento en continua mejora. La variación en el rendimiento de paneles procedentes de diferentes fabricantes es bastante pequeña. Por lo tanto, para poder certificar el rendimiento, hay que efectuar una medición objetiva de energía, con muy alta precisión y baja incertidumbre. La calidad de esta medición depende, a su vez, de la exactitud de la medición de la salida eléctrica, y de la irradiancia solar a la que los paneles están sometidos.

La energía eléctrica generada por FV depende de numerosos factores: la radiación entrante total, su espectro, el ángulo de incidencia, la temperatura del módulo, y otros parámetros. Normalmente, la energía se mide bajo las Condiciones Normales de Prueba (1000 W/m2 de radiación solar; una temperatura ambiental de 25ºC; Masa de Aire de 1,5). La Masa de Aire (MA) es la distancia a través de la atmósfera que tiene que recorrer la luz solar para alcanzar el suelo, esto depende del ángulo del Sol respecto al Cenit. La Masa de Aire afecta el espectro de la luz. Las Condiciones Normales de Prueba (STC, o Standard Test Conditions) corresponden a un día soleado y despejado, al nivel del mar, a una latitud media, y con un ángulo cenital solar de 45º.

La mayoría de los fabricantes de módulos FV realizan pruebas de rendimiento con un “simulador solar” basado en una lámpara Xenon flash, y una carga eléctrica con un multímetro. La ventaja principal de realizar pruebas bajo condiciones artificiales es la posibilidad de trabajar a cualquier hora, independientemente de las condiciones meteorológicas. Además, el simulador solar puede integrarse fácilmente en las cadenas de pruebas.

Por otro lado, este método también tiene desventajas: los datos exigen una corrección de la desviación espectral, la salida de la lámpara no es homogénea en la superficie FV, y la duración del flash es muy reducida (2-10 ms). Una pulsación tan corta exige que se use una célula FV como referente para medir la irradiancia, pero la respuesta espectral de las células FV es muy incierta. Debido a estas desventajas, la medición es muy imprecisa: hasta el 6% para equipos comerciales, y 2% para equipos de laboratorio.

CMP 6 pyranometer

Desde el principio, Albarubens ha optado por medir la energía FV con luz natural. Como es lógico, esto limita el número de días por mes en los que se puede realizar mediciones. No obstante, esto es una desventaja insignificante, ya que cualquier prueba exigida por las normas especificas tarda más de 2 meses. Además, en Italia hay suficientes días de sol incluso en invierno. Bajo la luz natural, no hay problemas en cuanto a la simulación espectral, la estabilidad, duración u homogeneidad de la fuente. Y, lo que es más importante, se puede utilizar un piranómetro de alta precisión para medir la irradiancia solar.

Normalmente, Albarubens utiliza un piranómetro CMP 11 de Kipp & Zonen como la óptima referencia de irradiancia, más un módulo de FV de referencia para fines de comparación. La calibración del piranómetro es trazable al World Radiation Centre (WRC) de Davos, Suiza, y la de los módulos de referencia se puede verificar con las intercomparaciones de laboratorio. El uso paralelo de dos fuentes de referencia minimiza la incertidumbre total. Cada prueba se repite diez veces para calcular el valor medio, y en el caso raro de que la desviación estándar sea superior al 0,2%, se repite otra vez. Albarubens consigue frecuentemente una incertidumbre global de menos de 1,8% (k=2 – 95%).

Albarubens está seguro de que la mejor manera de cuantificar el rendimiento de un módulo FV para fines de certificación, es con la luz natural.

Deseamos agradecer al Ing. Giuseppe Terzaghi de Albarubens por haber contribuido en este artículo. Para más información, por favor visiten la página www.albarubens.it.

 

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