PV*SOL advanced Version 6.0 Dimensionamiento y Simulación de Sistemas Fotovoltaicos 1
Exoneración de responsabilidad La redacción de los textos y la selección de las imágenes se ha realizado con gran esmero. No obstante, no puede descartarse completamente que haya errores. Este manual sirve únicamente para la descripción del producto, y no debe entenderse como propiedad garantizada en sentido legal. Los editores y los autores no pueden asumir ninguna responsabilidad legal ni de ningún otro tipo por los datos incorrectos ni por sus consecuencias. Los datos que se incluyen en este manual se indican sin compromiso. El software que se describe en este manual se suministra sobre la base del contrato de licencia que usted acepta al instalar el programa. De ello no se derivan derechos de responsabilidad. Está prohibido hacer copias del manual. Copyright y marca PV*SOL es una marca registrada de Dr. Gerhard Valentin. Windows, Windows Vista, Windows XP y Windows 7 son marcas registradas de Microsoft Corp. Todos los nombres de programas y denominaciones que se utilizan en este manual, dado el caso, son también marcas registradas de los fabricantes y no deben utilizarse comercialmente ni de ningún otro modo. Salvo errores u omisiones. Copyright 2004-2013 Dr. Valentin EnergieSoftware GmbH Dr. Valentin EnergieSoftware GmbH Stralauer Platz 34 10243 Berlin Alemania Tel.: +49 (0)30 588 439-0 Fax: +49 (0)30 588 439-11 info@valentin.de www.valentin.de Valentin Software, Inc. 31915 Rancho California Rd, #200-285 Temecula, CA 92591 USA Tel.: +001 951.530.3322 Fax: +001 858.777.5526 fax info@valentin-software.com http://valentin-software.com/ Gestión: Dr. Gerhard Valentin Juzgado Municipal Berlin-Charlottenburg, Alemania HRB 84016 2
1 Administración de software 1.1 Requisitos del sistema Conexión a Internet: Acceso a Internet es muy recomendable. Hay varios Links a la web en el programa. Le rentabilidad para las ubicaciones en los U.S.A. utiliza un servicio web. Además, el programa se actualiza a través de Internet. Frecuencia de reloj (Procesador): 1,5 GHz Memoria RAM: 1 GB Espacio libre en disco duro: 700 MB Resolución del monitor: mín. 1.024 x 768 Pixels Sistemas operativos: Windows Vista, Windows 7; cada uno con Service Packs más recientes; Windows 8 Tarjeta gráfica: 3D, compatible con DirectX, 128 MB, OpenGL Version 1.1 (para Photo Plan), controlador de la impresora Software: DirectX, Version 9.0c;.NET-Framework* Version 4.0 (Full), Microsoft Installer 4.5 Derechos Para ejecutar el programa debe tener plenos derechos de lectura y de escritura sobre la carpeta de instalación. Conexión a Internet El programa comprobará en la configuración de sistema de Windows qué configuración de proxy se emplea y la utilizará para establecer una conexión por Internet al servidor de Valentin Software. Por tanto, se utilizará el proxy de la empresa, de haberlo. Si, con todo, el programa no pudiese efectuar una conexión a Internet, se mostrará el mensaje "No hay conexión a Internet". En tales casos, lo más conveniente es que su administrador de red se ponga en contacto con nosotros. Configuración regional: moneda, números, hora y fecha El programa adoptará los formatos de moneda, números, hora y fecha definidos por la configuración regional del panel de control. Estos formatos aparecerán también en las impresiones. Tenga en cuenta que los símbolos de separación de millares y decimales son distintos. *.NET Framework se instala automáticamente si ne está presente. 3
2 Registrar el programa Menu Ayuda > Info > Registro > botón Cambiar registro > botón Siguente El registro del programa permite cambiar su condición de Versión de demostración a Versión completa. 1. Pulse el botón Registrar versión completa al iniciar el programa. 2. Para poder activarlo, es necesario que disponga de un número de serie que conseguirá al comprar el programa. Puede adquirir el programa en nuestra tienda online o con la ayuda de nuestra hoja de pedido. 3. Activar el programa con el código de activación que recibió durante el registro. Un registro ya realizado se puede cambiar en el diálogo Acerca de (a través del botón Ayuda), en la pestaña Registro. 4
2.1.1 Número de serie Menu Ayuda > Info > Registro > botón Cambiar registro > botón Siguente Un número de serie le fué enviado a la compra de este Software. El número se compone de una combinación de cifras y letras. Introduzca -lo sin carácter de omisión, pero con guillon. Usted encuentra el número serie sobre su factura, en al cobertura del CD o le fué enviado por E-mail, depues de la compra por via internet. 5
2.2 Condición de licencia Cuantas veces puedo instalar el programa? La número y la cantidad de instalación posibles corresponde al número de licencias obtenidas por compra. En el caso de aver obtenido una licencia individual usted puede instalar el programa en su ordenador de trabajo. En el caso que quiera una nueva registración y una nueva clave de activación ya que cambió vuestro hardware y una reinstalación fué necesaria, le rogamos pedirnos la activación con el presente http://www.valentin.de/en/downloads/order-forms. 6
2.3 Contrato de licencia Menú Ayuda > Info... > Inform. programa > Mostrar contrato de licencia El contrato de licencia se muestra como un archivo pdf en Inglès solamente (Licensing Provisions). 7
2.4 Contrato de mantenimiento de software Para tener siempre una versión de software actual, le recomendamos firmar un contrato de mantenimiento ( http://www.valentin.de/en/sales-service/customer-service/softwaremaintenance-agreement. De este modo recibirá actualizaciones regularmente. El mantenimiento de software incluye: Descarga de las actualizaciones de software, de nuevos releases del programa, Descarga de las actualizaciones de la base de datos de componentes, por ejemplo módulos FV o inversores. la respuesta a las preguntas generales sobre el suministro, los números de serie y la activación del programa o los programas de software, así como la actualización y las posibilidades de acceso a los datos de los componentes. 8
3 Introducción PV*SOL advanced es un programa de simulación para dimensionar rápidamente sistemas fotovoltaicos conectados a la red y calcular su rendimiento. 3.1 Principales características del programa: Interconexión cómoda: Cálculo automático de la interconexión óptima del inversor. Adaptación manual de la interconexión con asistencia óptima. Introducción de superficies de módulos fotovoltaicos de diversas formas: Determinación del número de módulos y visualización de la superficie del módulo a partir de una fotografía de la casa. Distribución automática de módulos con cualquier forma de tejado definible en una representación gráfica bidimensional del tejado Parametrización sencilla de las superficies de los módulos Evaluación y presentación óptimas de los resultados: Simulación horaria de rendimiento de instalaciones fotovoltaicas conectadas a la red en paralelo. Pronósticos económicos detallados con las principales magnitudes de resultados (rédito, período de amortización, valor de capital) Documentación de proyecto configurable con portada, una página con el resumen, etc. (Exportación a PDF) Siempre al día: Bases de datos actualizadas regularmente (módulos fotovoltaicos, inversores) Publicación regular de nuevas actualizaciones para el programa Asistencia óptima al usuario: Una organización clara de los parámetros de entrada permite una rápida elaboración del proyecto. Se pueden realizar ajustes pormenorizados en diálogos secundarios. Una comprobación de los datos introducidos evita errores de planificación. Ayuda detallada, manual en pdf imprimible. Selección sencilla de productos (módulos fotovoltaicos, inversores) a través de una lista de favoritos. 9
Manual PV*SOL advanced Otras características: Planificación de instalaciones fotovoltaicas con consumo propio / inyección de excedente Cálculo de las pérdidas de CA, CC y en la línea Selección de datos climáticos mediante código postal y mapa Es posible introducir datos de proyecto extensos 10
3.2 New in PV*SOL advanced Version 6.0 With ever decreasing feed-in tariffs world-wide, our new simulation program PV*SOL advanced 6.0 is the right tool to calculate and design the best PV system. For the first time, we calculate grid-connected PV systems with batteries. In combination with your own, measured load profiles, you can calculate own consumption precisely and verify that own consumption is profitable. With PV*SOL advanced you can calculate as many PV module areas as needed, select several system inverter and combine them as needed. The automatic configuration calculates sensible inverter combinations in seconds even for PV systems with up to 100,000 PV modules. In addition to clearly arranged results, which can be exported to table calculation (such as Excel), PV*SOL advanced gives you a detailed circuit diagram and exports it to Bitmap or DXF format (for AutoCAD). You are entitled to one year of free software updates from the purchase date on. http://www.valentin.de/en/sales-service/customer-service/release-notes 11
3.3 Guía rápida PV*SOL advanced Recorra de izquierda a derecha todos los cuadros de diálogo de la barra de herramientas. Para ello, haga clic en la flecha Siguiente situada a la izquierda o utilice los iconos. Los mensajes de error, advertencias e indicaciones se muestran abajo, en la ventana de mensajes. En el margen derecho, en Estado proyecto, hay una vista general de los datos introducidos. -> Mediante los siguientes pasos podrá configurar la instalación que desee: 1. Datos del proyecto: Defina los datos de su proyecto. 2. Tipo de instalación y entorno : Seleccione los datos climáticos con la ubicación, defina la red CA y seleccione un tipo de instalación: - Sistema FV conectado a la red - Inyección total - (sólo en EE.UU.: Sistema FV conectado a la red - Determinación basada en la web de subvenciones y rentabilidad) - Sistema FV conectado a la red con consumidores eléctricos - Inyección del excedente - Sistema FV conectado a la red con consumidores eléctricos y instalación de batería - Inyección del excedente 3. Consumo: Defina las necesidades de consumo energético debe cumplir su instalación. 4. Módulos fotovoltaicos: Seleccione un módulo. Realice la distribución sobre la superficie de su tejado o indique directamente el número de módulos. 5. Inversor: El programa pre-selecciónar inversores Es necesario selecciónar hasta un máximo de 50 inversores con los que se calculan y evaluan las combinaciones de interconexión. O introduzca directamente el inversor y la interconexión de los seguidores de MPP. 6. Instalación de baterías: las baterías, un inversor de baterías y el sistema de regulación de carga 7. Cables : Defina los conductores de línea, de corriente continua y de corriente alterna. 8. Rentabilidad : Introduzca los costes de la instalación y de su explotación. 9. Simulación : Se realiza la simulación de la instalación fotovoltaica. 10. Resultados: Se da una forma gráfica a todos los resultados y se pueden imprimir como presentación para clientes o exportar a formato pdf 12
Guía rápida versión 10.Jun 2013 13
3.4 Mensajes En la parte inferior del programa se encuentra un área para la visualización de mensajes. Hay cuatro categorías de mensajes: Información: La información le ofrece indicaciones y ayuda para la configuración óptima de su proyecto. Advertencias: Las advertencias se producen si los datos de su proyecto no son consistentes o si se producen reacciones inesperadas en el programa. No es posible simular: Sus datos de entrada son incorrectos, de modo que no es posible iniciar una simulación. Esto significa que ya no puede abrir la página Resultados o Rentabilidad. Error: La entrada realizada es incorrecta. Sólo puede salir de esta página una vez que haya corregido la entrada. 14
3.5 Serie de programas PV*SOL Los programas de la serie PV*SOL apoyan al proyectista en el dimensionamiento y la simulación de sistemas fotovoltaicos, concretamente: PV*SOL basic - Sistemas conectados a la red PV*SOL Pro - Sistemas conectados a la red con inyección total y - Sistemas con alimentación propia (Net Metering) PV*SOL advanced - Sistemas conectados a la red con y batería PV*SOL Expert - Sistemas conectados a la red con inyección total y - Sistemas con alimentación propia (Net Metering) - Visualización 3D: Distribución de los módulos Soporte de los módulos Interconexión de los módulos con análisis de sombra detallado -> Ver a este respecto: http://www.valentin.de/produkte/photovoltaik 15
3.6 Dónde está...? PV*SOL advanced cuenta con una nueva interfaz de usuario. Aqui está una lista de funciones, opciones, etc. de PV*SOL Pro y es dónde se encuentra ahora. PV*SOL Pro PV*SOL advanced Condiciones y otras especificaciones: Seleccione un tipo de instalación: Seleccione un concepto de inyección (total o excedente) en la red: Menú Archivo > Proyecto nuevo > Inyección total en la red / Inyección del excedente en la red -------------------------------------------------------- - Sin inyección en la red, pero systema autónomo con batería Menú Archivo > Proyecto nuevo > Seleccione datos climáticos / ubicaciones: Menú Condiciones > Editar tarifas: Menú Condiciones > Tarifas Datos climáticos Editar zonas de tarifas TA/TB: Sistema autónomo Menú Bibliotecas> Tarifa de compra > Precio per Kilovatio-Hora > TA / TB Seleccione tarifas: Menú Cálculos > Diálogo Evaluación Económica > Base de cálculo > (Tarifa de compra) Cargar / (Tarifa de inyección) Cargar Definir cargas y perfiles de carga: Menú Cargas > Perfil de carga / Consumidor individual Página Tipo de instalación y entorno > Sistema conectado a la red con inyección total / Sistema conectado a la red con consumidores eléctricos (el denominado "consumo propio") e inyección del excedente ---------------------------------------------------------- Sólo los sistemas conectado a la red con batería (sistemas autónomos han de seguir) Página Tipo de instalación y entorno > Sistema FV conectado a la red con consumidores eléctricos y instalación de batería - Inyección del excedente Seleccione datos climáticos / ubicaciones: Página Tipo de instalación y entorno > botón Selección abre Meteosyn Editar tarifas: Menú Bases de datos >... El modelo tarifario actual no incluido zonas de tarifas TA/TB. Seleccione tarifas: Página Evaluación Económica > (Tarifa de inyección) Selección / (Tarifa de compra ) Selección Definir Consumo: Página Consumo > (Perfiles de carga) Selección / (Cargas individuales) Selección 16
Dónde está...? PV*SOL Pro PV*SOL advanced Sistema: Datos técnicos, etc. Inversor del sistema Menú Sistema > Datos técnicos > Concepto del inversor + pestaña Inversor del sistema Numero de subgeneradores: Inversor del sistema = conexionar conjuntamente las X superficies FV de módulos Página Inversores > (Marcar a la izquierda en la vista de árbol) Superficie de módulos 1 + 2 +... X > Conexionar conjuntamente las superficies fotovoltaicas seleccionadas Más superficies de módulos: Menú Sistema > subgeneradores Datos técnicos > No. de Página izquierda) Módulos FV > Superficie FV i (en el registro de árbol, a la Definir subgenerador (Módulo FV, Photo Plan, Situación de instalación, Parámetros tejado, Orientación...) Definir superficie FV (Módulo FV, Photo Plan, Situación de montaje, Superficie fotovoltaica, Orientación...): Menú Sistema > Datos técnicos > (pestaña inferior) (Sub)Generador i Página Módulos FV > Superficie FV i Seleccione inversor: Menú Sistema > Datos técnicos > (pestaña inferior) (Sub)Generador i > botón Inversor Interconexión por inversor: Menú Sistema > Datos técnicos > (pestaña inferior) (Sub)Generador i > Área Interconexión por inversor Seleccionar configuración del inversor (automáticamente): Página o Inversor > (en el registro de árbol, a la izquierda) Superficie FV > (Configuración del inversor) botón Selección Editar o predeterminar la configuración del inversor(es): Página Inversor > (en el registro de árbol, a la izquierda) Selección Nombre de inversor > (Datos del inversor) botón Seleccione inversor: inversor adecuado para el sistema inversor en el límite de ajuste A través del color se ilustra si el configuración del inversor está dimensionado de forma óptima o no: margen de dimensionamiento margen de tolerancia 17
Manual PV*SOL advanced inversor inadecuado Inversores inadecuados ( margen de bloqueo), no aparecen en la selección de base de datos. Definir pérdidas: Menú Sistema > derecha) Datos técnicos > (botón a la Pérdidas > (Sub)Generador i Definir las pérdidas a través de la gestión de la inyección: Sistema > derecha) Definir sombra: Datos técnicos > (botón a la Pérdidas > Gestión de la inyección Definir pérdidas: Página Módulos FV > Superficie FV i > Parámetros de simulación > Pérdidas de potencia & Albedo Página Módulos FV > Degradación de los módulos Pérdidas a través des límites de conexión: Página Inversor > (configuración del inversor) Selección > Límites de conexión > pestaña Varios > Factor de desfase cos(φ) Definir sombra: Sistema > Sombra Página Módulos FV > Sombra Valores de conexión inversores: Verificación: Menú Sistema > Datos técnicos > (botón a la derecha) Verificación Página Inversor > (configuración del inversor) Selección > botón Iniciar búsqueda > botón Además, existe la calidad de configuración: Página Inversor > (configuración del inversor) Selección > botón Iniciar búsqueda > (columna Calidad de configuración) > botón Diagrama del sistema: Diagrama del sistema en presentación: Menú Sistema > Datos técnicos > (botón a la derecha) Diagrama del sistema Página Resultados > (Presentación) Mostrar PV*SOL Pro PV*SOL advanced Simulación, Evaluación Economica, Resultados Simulación: Símbolo Simulación o Menú Sistema > Datos técnicos > (botón a la derecha) Simulación Evaluación Economica: entradas y Simulación: Página Simulación Evaluación Economica 18
Dónde está...? resultados Menú Cálculos > Diálogo Evaluación Económica > Entradas: Página Evaluación Economica Resultados: Página Resultados > Evaluación Economica Gráfico de todos los resultados de la simulación como archivo.csv (con Excel editable): *) Gráfico de los resultados: Menú Resultados > Energía y Datos climáticos > Selección de curvas > Gráfico Emisiones de contaminantes, ahorro de CO2: Menú Resultados > Emisiones de contaminantes Página Simulation > (Simulationsergebnisse) Exportieren *) Con la interfaz para programas de hojas de cálculo nos encontramos con el múltiple demanda de los clientes para los datos procesables y interoperables. Las emisiones no se incluyen en la versión actual. Comparación de variantes: Comparación de variantes: Menú Resultados > Comparación de variantes Esto es nuevo: Se puede abrir el programa dos o tres veces para simular las variantes, exportar los resultados a una hoja de cálculo y compararlos allí con capacidades de gráficos cómodos. PV*SOL Pro PV*SOL advanced Opciones: Verificación de actualizaciones: Menú Opciones > Pestaña Verificación de actualizaciones Seleccione sistema de unidades: Menú Opciones > Pestaña Proyectos > Sistema de unidades: métrico/angloamericano Cargue su propio logotipo de la empresa para informes de proyecto: Menú Opciones > Pestaña Informe de proyecto > Comprobación de actualización automática: Menú Opciones > Pestaña Opciones de programa > Comprobación de actualización automática Seleccione sistema de unidades: Menú Opciones > Pestaña Ajustes regionales > Sistema de unidades: SI/US/SI con datos métricos de longitud Cargue su propio logotipo de la empresa para informes de proyecto: Menú Opciones > Pestaña Datos del usuario > Logotipo de la empresa 19
Manual PV*SOL advanced Logotipo de la empresa 20
4 Fundamentos de cálculo En este capítulo encontrará información sobre los fundamentos de cálculo para las siguientes temáticas: 4.1 Insolación En los datos climatológicos suministrados, la radiación se indica en W por metro cuadrado de superficie de referencia sobre la horizontal (radiación sobre la horizontal). Durante la simulación en el procesador de radiación de energía solar, ésta es convertida por el programa a la superficie inclinada y multiplicada por la superficie total de referencia. Un posible ensombrecimiento reduce la radiación. Magnitudes de entrada Datos climatológicos (resolución: 1h): EG,hor : Radiación solar global sobre la horizontal Tamb : Temperatura ambiente Ubicación de la instalación Grado de longitud, grado de latitud, zona horaria Orientación de la instalación αm : Azimut γm : Elevación (Inclinación de la instalación, 0 : horizontal, 90 : vertical) Cálculo de la radiación a nivel de módulo En base al tiempo t, el grado de longitud y de latitud y la zona horaria, se calcula la posición del sol (según DIN5034-2). αs : Azimut del sol γs : Elevación del sol El ángulo de incidencia de la radiación sobre el módulo fotovoltaico base a las características geométricas. En base al tiempo t y a la constante solar se calcula la radiación extraterreste Eextra (según Duffie/Beckman). θ puede calcularse e 21
Manual PV*SOL advanced Con Eextra y la posición del sol (αs,γs ) se divide la radiación solar global sobre la horizontal EG,hor en una fracción directa y otra difusa: EDir,hor y EDiff,hor. Esta división se lleva a cabo según el modelo de irradiación de Reindle, con correlación reducida [Reindl, D.T.; Beckmann, W. A.; Duffie, J.A. : Diffuse fraction correlations; Solar Energy; Vol. 45; No. 1, S.1.7; Pergamon Press; 1990]. La irradiación directa sobre la horizontal EDir,hor puede calcularse en base a las relaciones geométricas (coseno) sobre el grado de elevación de la instalación γm sobre el plano inclinado en relación a EDir,inclinado. Además, la posición del sol respecto a la superficie fotovoltaica se calcula en base a la altura del sol, su azimut, el ángulo de instalación del generador fotovoltaico y la orientación de éste. La altura y el azimut del sol se calculan en base a la fecha, la hora y la latitud geográfica. El grado de instalación y el azimut del generador fotovoltaico se indicarán en el programa. La radiación solar sobre el plano inclinado del generador fotovoltaico tiene en cuenta un posible ensombrecimiento del mismo. En el cálculo de la irradiación difusa sobre la superficie inclinada EDiff,inclinada se emplea el modelo de cielo anisotrópico de Hay y Davis [Duffie, J.A.; Beckmann, W.A.: Solar engineering of thermal process; John Wiley & Sons, USA; segunda edición; 1991]. Las magnitudes de entrada son la posición de entrada, la orientación de la instalación, Eextra, EDiff,hor y θ. Este modelo considera un factor de anisotropía para la radiación circunsolar y un factor fijo de reflexión en suelo (albedo) del 20% (valor medio para hierba, tierra de cultivo, tejados claros, calles, etc.). La radiación sobre el plano inclinado del generador fotovoltaico se refleja en la superficie del módulo. La fracción de radiación solar directa se refleja en función de la posición del sol y del factor de corrección angular del módulo. La radiación reflejada por el suelo ERefl,inclinada que alcanza los módulos fotovoltaicos se calcula en base a EG,hor y γm según principios geométricos. La radiación solar global sobre el plano inclinado se calcula del siguiente modo: EG,inclinado = EDir,inclinado + EDiff,inclinado +ERefl,inclinado 22
4.2 Suministro de potencia del módulo FV A partir de la irradiación en la superficie inclinada del generador FV (previa deducción de las pérdidas por reflexión) y la temperatura calculada del módulo es posible determinar, con la especificación de la tensión del módulo, el suministro de potencia del módulo FV. La Figura 1 muestra la potencia de módulo de un módulo típico de 100 W con una temperatura del módulo de 25 C para distintas irradiaciones. La curva superior muestra la potencia de módulo en las condiciones de prueba estándar (STC 1 ). Se puede ver que el módulo suministra su potencia máxima de 100 W con una tensión de aprox. 17 V. Este punto de trabajo del módulo se denomina como Maximal Power Point (MPP). Se necesita determinar para todas las irradiaciones y temperaturas de módulo. La Figura 1 Curvas de potencia para un módulo de 100 W con diferentes irradiaciones Un requisito hacia el sistema FV es que, con una determinada irradiación y temperatura de módulo, la tensión del módulo sea regulada de manera que los módulos trabajen en el MPP. El rastreador MPP, (dentro de inversor) asume esta función. En el supuesto de que los módulos funcionen en el servicio de MPP, PV*SOL advanced determina el suministro de potencia del módulo FV a partir del suministro de potencia del módulo en las condiciones de prueba estándar y la curva característica del rendimiento del módulo. Las curvas características del rendimiento se generan a partir de los datos sobre el comportamiento bajo carga parcial. La Figura 2 muestra el desarrollo típico del rendimiento del módulo a diferentes temperaturas. 23
Manual PV*SOL advanced Figura 2 Rendimiento del módulo a diferentes temperaturas del módulo La dependencia de la curva de la temperatura se determina a partir de la curva característica a 25 C (ηpv, MPP(G,Tmódulo=25 C)) y del coeficiente de potencia y temperatura d ηdt: Si no es posible mantener el MPP del módulo, se necesita determinar el punto de trabajo del módulo a partir del campo de la curva característica U-I (ver Figura 3). Figura 3 Campo de curva característica U-I Además del rendimiento de los módulos, el grado de rendimiento de los módulos considera también las pérdidas adicionales: por desviación del espectro estándar AM 1.5, por combinación inadecuada o merma del rendimiento en caso de desviaciones de las indicaciones del fabricante, y 24
Fundamentos de cálculo - Suministro de potencia del módulo FV en diodos. Estas pérdidas de potencia se deducen porcentualmente de la potencia del módulo. Además, las pérdidas por reflexión en la superficie del módulo se tienen que valorar como pérdidas del módulo. 1) Condiciones de prueba estándar: Incidencia de la radiación vertical de 1000 W/m², temperatura del módulo de 25 C y espectro de radiación AM 1,5 potencia del módulo en el STC Maximal Power Point (MPP) curvas características del rendimiento 4.2.1 Temperatura del módulo Los módulos FV se calientan dependiendo de la situación de montaje y el tipo de soporte y la irradiación. La temperatura del módulo tiene una fuerte influencia sobre las curva características U-I de los módulos fotovoltaicos. El calentamiento de la temperatura exterior Ta es, por ejemplo en la irradiación GSTC = 1000 W/m 2 : Calentamiento Situación de montaje 29 K paralelo a la cubierta, bien ventilada posterior 32 K integrado en la cubierta, ventilada posterior 43 K integrado en la cubierta, sin ventilada posterior 28 K sobre soportes - tejado 22 K sobre soportes - superficie libre Literatura: DGS-Leitfaden Photovoltaische Anlagen, 3. ed. 4.2.2 Modelo dinámico de temperatura Solución de la ecuación de balance térmico Para considerar la inercia térmica, se debe dividir cada paso temporal de la simulación (1 hora) en varias fracciones de paso, en las cuales solucionar la siguiente ecuación diferencial dtmódulo. Para poder hallar la solución en condiciones básicas extremas (por ejemplo, con variaciones de la irradiación de 0 a 1000 W/m²) se establece una dt nueva para cada paso de cálculo y puede ascender a unos pocos minutos. 25
Manual PV*SOL advanced con En el proceso se emplean las siguientes magnitudes: Masa de módulo Superficie de módulo Capacidad térmica de módulo Temperatura de módulo Potencia absorbida Convección Potencia térmica irradiada Longitud característica de sobreintensidad Coeficiente de absorción Coeficiente de emisión Velocidad del viento Temperatura ambiente Potencia eléctrica suministrada Tiempo Constante Stefan- Boltzmann Factor de instalación Influencia de la colocación de los módulos sobre las temperaturas de módulo calculadas. Aparte de los factores meteorológicos (G, Ta, vw) y los parámetros específicos de los módulos, la colocación de los módulos ejerce una gran influencia sobre el calentamiento. Además, dependiendo del tipo de montaje o instalación, se deberán llevar a cabo las siguientes modificaciones a la ecuación de balance térmico: 26
Fundamentos de cálculo - Suministro de potencia del módulo FV Montaje libre: Factor de instalación fe = 2 Montaje sobre el tejado, con ventilación trasera: División a la mitad de la potencia térmica emitida QS, es decir, factor de instalación fe = 1. Al contrario del montaje libre, aquí sólo se encuentra la parte superior del módulo en intercambio térmico con el medio. Integración en tejado o fachada, sin ventilación trasera: Además de dividir entre dos QS (fe = 1), se reduce la emisión de calor mediante convección QK. En el modelo se consigue con una reducción de la velocidad efectiva del viento de 3 m/s. Determinación de la velocidad del viento a la altura de la instalación. La velocidad del viento se calcula en base a la velocidad escalar del viento registrada en los datos climáticos (VW_10m), medidos a 10 m desde el nivel del suelo: con una longitud de rugosidad del entorno del generador de Z0 = 0,3 m 27
4.3 Inversor El inversor tiene dos funciones. Por una parte, se transforma en el inversor la corriente continua generada por los módulos FV a la tensión y frecuencia de la red eléctrica pública. Por otra parte, el seguidor de MPP integrado asegura que el generador FV funcione en el punto de potencia máxima (MPP). La conversión de corriente continua a corriente alterna conlleva unas pérdidas. A través de la curva características del rendimiento, PV*SOL advanced determina la potencia de salida en función de la potencia de entrada. En la Figura 4 se muestra un desarrollo típico del rendimiento relativo. La potencia de salida del inversor se determina de la siguiente manera: PCA = PDC * ηnom * ηrel PDC = Potencia de módulo ηnom = Eficiencia para la potencia nominal ηrel = Eficiencia relativa Con el fin de simular el seguimiento de MPP del inversor, el programa controla en cada paso de cálculo si la tensión de MPP del módulo puede ser ajustada por el inversor. Si la tensión MPP se encuentra fuera del área de seguimiento de MPP del inversor o si se conectan varios subgeneradores con tensiones MPP distintas a un inversor, la regulación recorre las curvas características U-I de los módulos hasta encontrar el punto de trabajo que permite tomar la potencia máxima del generador FV. Figura 4 Rendimiento relativo de un inversor 28