El efecto meteorológico es el impacto de los eventos meteorológicos en la atmósfera del mundo.
En las plantas fotovoltaicas, la entrada es el valor de la radiación del sol y su salida es la energía eléctrica. Al generar energía eléctrica, muchos factores meteorológicos afectan el rendimiento de las plantas fotovoltaicas. Estos factores conducen a pérdidas en la producción de energía eléctrica. Los inversores quieren minimizar estas pérdidas para evitar daños financieros. Las pérdidas pueden ocurrir debido a factores meteorológicos, así como al diseño de las plantas solares fotovoltaicas. Estos pueden ser el sombreado, la calidad del material, las incompatibilidades entre las piezas y las pérdidas del inversor.
Las pérdidas que pueden ocurrir en una planta de energía solar se muestran en la imagen a continuación.
Se puede determinar la energía eléctrica máxima que se puede producir en las plantas de energía solar. Si la planta produce menos energía que la energía máxima requerida, significa que hay pérdidas en la planta. Podemos clasificar estas pérdidas en tres títulos principales.
- Pérdidas por irradiación
- Pérdidas del sistema
- Pérdidas del inversor
1.PÉRDIDAS DE IRRADIACIÓN
Es una situación relacionada con el ángulo en el que se coloca el panel solar. Cuanto mayor sea la cantidad de radiación solar que entra en el módulo fotovoltaico, más energía producirá el panel. Minimizando las pérdidas, que pueden ocurrir en el valor de radiación recibido por el panel, se obtendrá una planta de energía solar eficiente.
1.1 PÉRDIDAS DE ESPECTRO
Son las pérdidas provocadas por las desviaciones de la radiación solar sobre la superficie terrestre hasta llegar al panel solar.
1.2 PÉRDIDAS POR REFLEXIÓN
Son las pérdidas causadas por la pérdida de reflexión en el módulo fotovoltaico antes de que la radiación llegue a la celda. En los módulos fotovoltaicos, la reflexión se minimiza mediante el uso de recubrimientos protectores para evitar esta reflexión. Según los datos obtenidos en condiciones normales de irradiación, los módulos reflejan el 4% de la radiación incidente.
1.3 SOMBREANDO EL HORIZONTE
Es el sombreado causado por factores como montañas y colinas en el área donde se ubica la central. El sombreado del horizonte es generalmente igual en todos los puntos de la planta.
1.4 SOMBREADO DE FILAS DE PANELES
El sombreado de los paneles solares en otros módulos se denomina sombreado de fila de módulos.
1.5 PÉRDIDAS POR POLVO Y NIEVE
La cantidad de radiación solar que llega a los paneles solares disminuye debido a la suciedad de las superficies de los paneles. Por esta razón, este efecto se denomina efecto de polvo. En este caso, las superficies del panel deben limpiarse hasta que puedan absorber la luz solar lo suficiente. Las pérdidas causadas por las nevadas también se evalúan bajo este efecto.
2.PÉRDIDAS DEL SISTEMA
Hay parámetros designados a los que se debe prestar atención durante el diseño de la planta fotovoltaica. Hay pérdidas debido a los parámetros de diseño. Las diferencias entre los valores de catálogo y los valores reales del panel solar provocan las desviaciones en las características técnicas del panel. Estas desviaciones provocan pérdidas en el sistema.
2.1 PÉRDIDAS DE IRRADIACIÓN BAJA
Son las pérdidas observadas en la potencia de salida de la planta fotovoltaica debido a la baja irradiancia.
2.2 PÉRDIDAS DE TEMPERATURA
Existe una proporción inversa entre la potencia fotovoltaica y la temperatura del módulo. Si la temperatura del módulo aumenta, la potencia recibida disminuye. La temperatura de la celda es directamente proporcional a las pérdidas causadas por la temperatura. Cuando aumenta la temperatura ambiente donde se ubican los paneles, aumenta también la temperatura de la celda. Por lo tanto, la energía producida por el panel disminuye.
2.3 PÉRDIDAS POR INCOMPATIBILIDAD
El efecto ambiental es relevante para el daño del panel debido a las condiciones climáticas. Si los módulos fotovoltaicos están a diferentes temperaturas de funcionamiento o expuestos a diferentes valores de irradiancia, podemos considerar esta pérdida como una pérdida de incompatibilidad.
2.4 PÉRDIDAS DE CABLES
Las pérdidas de cable son causadas por pérdidas óhmicas en cables de CC y CA utilizados en sistemas fotovoltaicos.
3.PÉRDIDAS DEL INVERSOR
Las pérdidas del inversor se calculan a través de la curva de eficiencia del inversor, considerando también el consumo de energía del inversor en estado de espera.
Se utilizan estándares como los estándares europeos para el cálculo de la eficiencia del ciclo de potencia de CC/CA. Las pérdidas de conversión CC/CA en el inversor dependen del tipo de capas de potencia y de las características operativas, como la conducción y la conmutación de semiconductores, elementos magnéticos y condensadores utilizados en el inversor fotovoltaico.
Como ejemplo, la eficiencia del inversor fotovoltaico disminuye entre un 0,3 % y un 1 % por cada 150 V de amplitud de voltaje de entrada de CC. Además, la eficiencia disminuye hasta un 5 % debido al consumo de energía de la unidad de control y las pérdidas de conmutación en baja irradiancia y altos voltajes de entrada de CC. La eficiencia máxima y la eficiencia europea de los inversores conectados a red sin transformador hoy en día rondan el 98%.
¿LAS ESTACIONES METEOROLÓGICAS REDUCEN LAS PÉRDIDAS AL MÍNIMO?
Es necesario anticipar las pérdidas antes de prevenirlas. Anticiparse a las pérdidas ayudará a obtener la máxima eficiencia del sistema. De lo contrario, no se obtendrán el rendimiento y los ingresos deseados de estos costosos sistemas. Por lo tanto, las Estaciones Meteorológicas pueden ser la solución óptima.
La Estación Meteorológica utilizada en estos sistemas proporciona datos. Como resultado de la evaluación de estos datos, se evalúa el rendimiento de la operación del sistema y se minimizan las pérdidas.
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