Los cálculos correctos de irradiancia solar son cruciales para monitorizar la energía solar en los sistemas fotovoltaicos (FV). Los piranómetros de termopila y las celdas de referencia FV son dos dispositivos comúnmente usados para este propósito. A pesar de que ambos miden la irradiancia solar, difieren en sus principios de medición, precisión, tiempo de respuesta y aplicaciones. Entender estas diferencias es esencial para elegir el instrumento correcto para usos específicos.
Piranómetros de Termopila
Los piranómetros de termopila son instrumentos radiométricos diseñados para medir irradiancia solar de amplio espectro. Funcionan detectando las diferencias de temperatura entre una superficie sensora recubierta de negro y un punto de referencia. Este gradiente de temperatura genera una señal de voltaje proporcional a la radiación solar entrante.
Estos instrumentos son diseñados para medir la irradiancia global horizontal (GHI) y proporcionar medidas correctas y espectralmente planas que cubren un amplio rango de longitudes de ola, típicamente de 285 nm a 3000 nm. Su desempeño no es afectado por las variaciones espectrales de la luz solar, lo que los hace funcionales para usos meteorológicos, asesoramiento en desempeño FV, e investigaciones específicas.
Sin embargo, los piranómetros de termopila tienen un tiempo de respuesta más lento en comparación con las celdas de referencia debido a su mecanismo de respuesta térmica, los piranómetros típicamente tienen un tiempo de respuesta en un rango de segundos o minutos. Los piranómetros requieren calibración regular para mantener la precisión. Adicionalmente, no miden la irradiancia en el plano de un módulo fotovoltaico real a menos que esté instalado con el mismo ángulo de inclinación.
Celdas de Referencia FV
Las celdas de referencia FV, también conocida como sensores de irradiancia, son sensores basados en silicón que imitan la respuesta de un módulo FV. Miden la irradiancia convirtiendo la luz solar en corriente eléctrica, similar a la manera en que los paneles general electricidad. La salida medida es típicamente calibrada para representar una corriente de corto circuito de una celda FV, haciendo una referencia directa para el funcionamiento del sistema FV. PV reference cells, also known as Irradiance sensors, are silicon-based sensors that mimic the response of a PV module. They measure irradiance by converting sunlight into an electrical current, similar to how PV panels generate electricity. The measured output is typically calibrated to represent the short-circuit current of a standard PV cell, making it a direct reference for PV system performance.
A diferencia de los piranómetros de termopila, las celdas de referencia tienen un tiempo de respuesta más corto y son más robustos par aplicaciones en campo. Una ventaja clave de las celdas de referencia es su habilidad para medir la irradiancia del plano de la matriz (POA), que representa la luz solar recibida en la orientación e inclinación exactas de los paneles FV. Esto los hace altamente relevantes para el control del rendimiento fotovoltaico y cálculos del coeficiente de rendimiento.
Sin embargo, su respuesta espectral está limitada al rango de celdas solares de silicio (aproximadamente de 300 nm a 1200 nm), lo que significa que su precisión es afectada por la composición espectral de la luz solar. Los factores como la nubosidad, la masa del aire, y las condiciones atmosféricas pueden llevar a desviaciones en las mediciones.
Debido a que las celdas de referencia miden la irradiancia de la manera es que es percibida por módulos FV, son ideales para el seguimiento del sistema FV y los cálculos del rango de desempeño.
Las celdas de referencia FV son clasificadas bajo la norma IEC 61724-1:2021 para dispositivos de referencia fotovoltaica, asegurando seguimiento para procesos de calibración internacional.
¿Qué instrumento se recomienda para cada aplicación?
La decisión entre piranómetros de termopila y celdas de referencia FV depende de las exigencias de aplicación:
| Applicación | Sensor Recomendado | Razón |
| Seguimiento de Desempeño FV | Celdas de Referencia FV | Proporciona una correlación directa con el desempeño de módulo FV, seguimiento en tiempo real y asequibilidad |
| Scientific Research and Meteorology | Piranómetros de Termopila | Alta precisión espectral, medición precisa de la irradiancia global y compatibilidad con las (ISO 9060). |
| Asesoramiento de Recursos Solares para Proyectos FV a Gran Escala | Combinación de Piranómetros de Termopila y Celdas de Referencia FV | Los piranómetros proporcionan datos de irradiancia global, mientras que las celdas de referencia ofrecen información específica a los módulos FV, asegurando una evaluación integral de los recursos solares |
| Seguimiento del Sistema FV en Tiempo Real y Optimización MPPT | Celdas de Referencia FV | El rápido tiempo de respuesta permite ajustes rápidos en algoritmos de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) |
| Enfoque Híbrido para un Análisis de Desempeño FV de Alta Precisión | Combinación de Piranómetros de Termopila y Celdas de Referencia FV | Los piranómetros proporcionan datos correctos de irradiancia global, mientras que las celdas de referencia ofrecen Perspectivas específicas de la energía fotovoltaica. |
Tanto los piranómetros de termopila tienen sus ventajas únicas y son adecuadas para usos diferentes. Si el objetivo es medir la irradiancia con mínimo sesgo espectral, los piranómetros de termopila son la mejor opción. Sin embargo, para seguimiento directo de rendimiento fotovoltaico y aplicaciones en tiempo real, las celdas de referencia FV proporcionan una solución rentable y práctica. Entender las fortalezas y limitaciones de cada es instrumento es clave para tomar decisiones informadas en los proyectos de energía solar.
La buena noticia es que SEVEN Sensor ofrece tanto piranómetros de termopila como celdas de referencia FV, asegurando que usted tenga la herramienta correcta para sus necesidades específicas de seguimiento solar.
Celda de referencia FV ( Sensor de Irradiancia): https://www.sevensensor.com/irradiance-sensor-with-modbus-rtu-output
Piranómetro de Termopila: https://www.sevensensor.com/es/piranometros