Hay una gran cantidad de datos disponibles sobre la radiación solar en forma de mapas, gráficos y estadísticas pero, en la práctica, a la hora de realizar una instalación, estas herramientas carecen de la precisión local necesaria para diseñar e instalar una planta viable de energía solar.
Debido a los microclimas y las diferencias topográficas, un cambio en la ubicación de unos pocos cientos de kilómetros puede implicar una variación de cientos de horas de sol anuales.
«Para que la conversión de energía solar en energía eléctrica se lleve a cabo de la manera más eficiente posible y en la ubicación óptima, se necesitan datos precisos sobre la radiación solar», afirma Ruud Ringoir, director de productos de Kipp & Zonen.
«Es imprescindible para calcular con precisión los datos de rentabilidad de una inversión, por el sencillo motivo de que la radiación solar no es una constante. Y dado que las plantas de energía solar siguen aumentando su capacidad, los pequeños errores en los datos de medición representan una gran cantidad de energía y dinero».
Un claro ejemplo de los efectos producidos por los microclimas es la camanchaca, una espesa niebla costera que se produce por la mañana en altitudes bajas del litoral septentrional de Chile. Esta niebla favorece la creación de lugares como el Parque Nacional Fray Jorge donde, en medio de una zona seca de clima mediterráneo, es posible encontrar un bosque templado valdiviano típico de las latitudes más septentrionales. Pero este microclima supone un obstáculo importante para los promotores de energía solar. En la actualidad, la mayor fuente de incertidumbre en los desarrollos fotovoltaicos a gran escala procede de los datos de entrada.
«Con más de 100 000 instrumentos instalados en todo el mundo, los piranómetros de Kipp & Zonen han demostrado ser extremadamente estables a lo largo de décadas de funcionamiento. Esto contribuye a obtener datos coherentes, no solo de cada ubicación, sino también en comparación con otros lugares e, incluso, otras tecnologías», explica Ringoir.
«La serie CMP se puede emplear en cualquier ubicación del planeta y ofrece una fiabilidad sin parangón. Por este motivo, es la serie de referencia tanto para las exploraciones como para calcular la eficiencia a diario. A partir de la relación entre los datos de entrada (solar) y de salida (eléctrica), se pueden obtener incluso datos para el mantenimiento».
Kipp & Zonen lleva más de ochenta años fabricando piranómetros. Estos instrumentos están diseñados para medir la irradiancia total (global) del sol y el cielo que incide sobre una superficie plana dentro del intervalo de longitudes de onda de 300 nm (nanómetros) a 3000 nm. Kipp & Zonen fabrica modelos para todos los niveles de precio y rendimiento, hasta el mejor que existe, diseñado para ofrecer una prolongada vida útil en todos los entornos, desde los desiertos hasta la Antártida.
Además del diseño y la tecnología ya demostrados por la serie CMP, utilizada en todo el mundo, los nuevos piranómetros SMP ofrecen el procesamiento de señales digitales e interfaces optimizadas para los sistemas de control y adquisición de datos industriales.
«La serie SMP facilita considerablemente la conexión, el cableado, la calibración y la interpretación de los datos. Todas las posibles correcciones se realizan en el instrumento, y la salida se emite directamente en W/m2. Se puede conectar directamente a inversores o sistemas SCADA. Proporciona más datos por cada instrumento, como el historial de calibración, la temperatura y el suministro eléctrico. Y el hecho de que todos los instrumentos tengan la misma salida calibrada facilita muchísimo el intercambio de instrumentos (por ejemplo, para la calibración)».
Kipp & Zonen ha desarrollado una interfaz inteligente con comunicación de datos Modbus para la conexión con controladores lógicos programables (PLC), inversores, equipos de control digital y la última generación de registradores de datos. También se incluyen salidas de corriente o tensión amplificada, para los dispositivos con entradas analógicas de nivel alto o interfaces con bucles de corriente.
«No se necesitan registradores ni entradas analógicas sensibles porque los SMP disponen de Modbus RTU, en combinación con salidas de 0–1 voltios o 4–20 mA. Al gestionar las señales microvoltaicas dentro de la caja de metal del instrumento, se reducen las influencias externas, como las perturbaciones de CEM y las provocadas por la longitud de los cables. La unión de este diseño de sensor ya comprobado y una salida digital de última generación es perfecta para los proyectos de energía solar».
Al estudiar las medidas obtenidas con la tecnología de interfaz inteligente, Kipp & Zonen observó un incremento en la eficiencia y la fiabilidad de los datos. A raíz de este logro, pretende mejorar aún más los productos que ofrece integrando esta tecnología en toda su gama y desarrollando materiales que permitan reducir el coste de mantener los equipos.
«Al implantar la tecnología de interfaz inteligente en todos nuestros productos, las conexiones serán más fáciles y los resultados mejorarán», explica Ringoir.
«Vemos aún más mejoras en la disminución del mantenimiento que requieren los instrumentos. Un buen ejemplo de ello son CMP10 y SMP10, que sustituyen directamente a CMP11 y SMP11 e incluyen un desecante que dura diez años. Esto contribuye a mejorar la fiabilidad todavía más y permite reducir la frecuencia de las labores de mantenimiento. CMP10 viene incluso con una garantía completa de cinco años».
Este artículo fue escrito por el editor de la revista Renewable Energy Technology para el número de invierno, con la colaboración de Ruud Ringoir, director de productos de Kipp & Zonen.