Spes. def. balance energético de un sfcr

Balance energético

de un SFCR

Estimación producción eléctrica anual (1/4)

PRG

HP

PRG

HPE

STC

daSTCGFV

STC

aSTCGFVAC

·365),(

·

),(·

,

,

EAC= Energía eléctrica de origen solar generada anualmente (kWh).PGFV,M,STC = Potencia nominal del generador fotovoltaico o potencia máxima del generador en condiciones estándar de medida (CEM o STC), definidas por una irradianciaincidente GSTC igual a 1000 W·m-2 con distribución espectral AM1,5G (según estándar IEC 60904-3) y una temperatura de célula Tc igual a 25ºC (kWp).Ha(, ) = Valor medio anual de la irradiación sobre la superficie del generador (Wh·m-2).Hda (, ) = Valor medio anual de la irradiación diaria sobre la superficie del generador fotovoltaico(Wh·m-2).GSTC = Irradiancia en CEM o STC (1000 Wm-2).PR = factor de rendimiento (performance ratio en inglés) anual (adimensional).

(1)

Perfil del módulo

S

EO

N

Orientación del GFV: determinada por el acimut (grados sexagesimales), definido como el ángulo entre la proyección sobre el plano horizontal de la normal a la superficie del módulo y la dirección sur. = 180º para módulos orientados al norte, 90º para módulos orientados al este y +90º para módulos orientados al oeste.

Inclinación del GFV: determinada por (grados sexagesimales).= 0º para módulos horizontales y 90º para verticales.

Orientación e inclinación óptimas (mayor colección de irradiación anual):= 180º en el hemisferio sur (0º en el hemisferio norte)(º) = 0,69||(º) + 3,7 .(2)

(º) = latitud (90º en el polo norte, 0º en el ecuador y -90º en el polo sur).

Estimación producción eléctrica anual (2/4)

3

•PR depende del enclave del SFCR y del diseño y mantenimiento del mismo.•PR tiene en cuenta pérdidas por temperatura, angulares, espectrales, óhmicas, rendimiento de conversión DC/AC del inversor, etc.•PR ≈ 0,70 -0,80 para SFCR bien diseñados enclaves situados en Perú o en Europa del sur (p. ej.: España).•PR puede alcanzar y sobrepasar ligeramente 0,90 para SFCR en enclaves fríos situados en EE.UU, Canadá, Europa central (Alemania, Suiza) o Europa del norte (Reino Unido, Suecia, Dinamarca, etc.).•Que un SFCR presente un PR próximo a uno, no indica necesariamente que genere mucha energía. Eso indica que está bien diseñado y que se halla

ubicado en un enclave frío, pero no se debe olvidar Ha(, ) !!!

PR

STCG

aH

STCGFVPACE ),(

·,

(Ec. 1)

Estimación producción eléctrica anual (3/4)

4

http://eosweb.larc.nasa.gov/sse/

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/index.htm

Estimación producción eléctrica anual (4/4)Bases de datos meteorológicos

En general, las bases de datos proporcionan valores medios (anuales y mensuales) de temperatura ambiente (Ta, en ºC) y de irradiación diaria horizontal. Para determinar Ha(, ) se ha de recurrir a gráficos de pérdidas como el anterior o a tablas (si están disponibles para el enclave). En general, se puede recurrir a aplicaciones software comerciales o programadas por el proyectista.

5

STCGFVP

ACE

HESf

Y

,

)kWh/kWp(

La productividad final (Yf, en kWh·kWp-1) se conoce también como Horas Equivalentes de Sol (HES), y no es más que la energía eléctrica producida por un kilovatio pico durante un determinado período de tiempo (usualmente un año)

(3)

Algunos valores típicos de la productividad final anual para GFV estáticos con orientación e inclinación óptimas:

Sur de Europa: 1400-1600 kWh·kWp-1 (equiparables a Yf de un SFCR bien diseñado en sur de Perú: Tacna, Arequipa, etc.). Europa central: 900-1100 kWh·kWp-1

PR

STCG

aH

STCGFVP

ACE

),(

·,

PR (sur Europa, sur Perú) < PR (Europa central)PERO

Hda(, ) (sur Europa, sur Perú) >> Hda(, ) (Europa central)

La productividad final (horas equivalentes de sol)

6

Estimación de pérdidas y PR

n

iINVERSORTEMP LLLPR )1()1()1(

LTEMP = pérdidas por Tc distinta de 25ºC. Depende del enclave (sur de Perú, sur de Europa ≈ 6-10%LINVERSOR = pérdidas por conversión DC/AC. Puede asumirse un 5-6 %Li = pérdida por otras causas

(6)

7

Gráfico de elaboración propia realizada a partir de datos experimentales de funcionamiento de un sistema en Jaén (España).

PR mensualVariación estacional: menor en los meses más calurosos

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Reflexiones finales

• Una estimación más detallada de la producción energética del sistema requiere el uso de herramientas software específicas.

• Para una aproximación más refinada de la estimación de la producción de un sistema en Europa, PVGIS (http://sunbird.jrc.it/pvgis/) es una herramienta de fácil uso.

• Para saber más:– UNE 61724-2000. Traducción de IEC 61724 International Standard.

Photovoltaic systems performance monitoring. Guidelines for measurement, data exchange and analysis. Bureau Central de la Comission ElectrotechniqueInternationale, Ginebra, 1998.

– M. A. Abella y F. Chenlo. Sistemas fotovoltaicos conectados a red: Estimación de la energía generada. Era Solar nº131. 2006.

– E. Lorenzo. El mito del 1300 y el “cascabel del gato”. La energía que producen los sistemas fotovoltaicos conectados a la red. Era Solar, 107.

– E. Lorenzo. Retratos de la conexión fotovoltaica a la red (X). ¿Qué fue del cascabel del gato? Octubre, 2007.

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Uso de PVGIS para la estimación de la producción de un SFCR (1/2)

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Uso de PVGIS para la estimación de la producción de un SFCR (2/2)

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Informe Energético y Económico Edificio D2

(1/6)

Informe PvSyst

PVSyst: un software comercial y un estándar de facto (1/2)

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EJEMPLO: Edificio D2

Informe PvSyst

PVSyst: un software comercial y un estándar de facto (2/2)

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