Primer semestre e-academy Lab & Generador Didáctico

Inauguramos una nueva sección de artículos destinados a compartir el progreso de uno de nuestros proyectos estrella, el laboratorio de pruebas fotovoltaico, e-academy Lab.

Como hemos ido compartiendo en anteriores ocasiones, y gracias a nuestra estrecha colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), el pasado año nos lanzamos a esta nueva aventura. Nuestro objetivo es compartir con la sociedad una comparativa sobre distintas tecnologías disponibles en el sector fotovoltaico en condiciones reales.

Gracias a la inestimable ayuda de Ezzing Solar, instalamos y pusimos en marcha una instalación fotovoltaica dividida en dos grandes áreas:

Generador científico

En este generador se realiza una comparativa de las distintas tecnologías existentes en el mercado, así como pruebas para comprobar su comportamiento bajo condiciones concretas que iremos variando y trataremos en los próximos artículos.

Generador didáctico

En nuestro generador didáctico, además de utilizarlo para las múltiples formaciones realizadas en nuestra aula, podemos probar distintas tecnologías de inversores para comparar su rendimiento. A modo de resumen, contamos con los siguientes equipos:

Datos generales Inversor
EtiquetaTecnologíaPotencia instalada (kWp)Tensión STC CC de trabajo (V)
Inversor AString1,575164,45
Inversor BString1,575164,45
Inversor COptimización1,89197,34
Inversor DString1,575164,45
Inversor EString1,575164,45

Todos estos equipos trabajan en condiciones iguales: cuentan con el mismo campo fotovoltaico, salvo el Inversor C por criterios de diseño, compuesto por módulos JA Solar JAM60S01-315, con una orientación sureste y una inclinación de 25º.

La tensión nominal de los inversores instalados está comprendida entre los 350 y 400 V, por lo que con el campo fotovoltaico instalado nos quedamos algo lejos de ese valor. Esto va a provocar que los equipos no trabajen en el punto óptimo, provocando un rendimiento algo menor al esperado.

Producción total enero-junio 2020

A lo largo del primer semestre del año nuestro Generador Didáctico ha generado un total de 5623 kWh (evitando la emisión de 2,55 toneladas CO2), lo que nos hace estar especialmente orgullosos de poder aportar, al menos, un granito más de energía limpia a nuestra sociedad.

Ahora bien, antes de continuar con los datos nos gustaría indicar ciertos detalles que son necesarios tener en cuenta. Como hemos comentado, uno de los usos de esta instalación es la de poder poner en práctica todos los conocimientos aportados por nuestros formadores a todos los clientes, por lo que los inversores son encendidos y apagados, se reconfiguran, se provocan errores para que los alumnos sean capaces de analizarlos y solventarlos, etc.

Por tanto, podemos encontrarnos con que uno de los inversores ha tenido un mayor número de horas de funcionamiento que el resto a lo largo de un mes, falseando así la comparativa. Para evitar esto, hemos decidido no tener en cuenta para la comparativa los datos de los días donde se cumplan estas condiciones. Por este motivo, la producción anual acumulada puede no corresponden con la suma de los datos comparativos.

Si realizamos un análisis de la producción acumulada en kWh/kWp durante los primeros 6 meses, podemos observar, en la Ilustración 1, como el “Inversor C” produce, aproximadamente, un 2,8% más energía que el siguiente competidor, en este caso el “Inversor A”. Esta diferencia de producción se debe al uso de optimizadores en cada modulo, lo que nos permite maximizar el rendimiento de cada módulo fotovoltaico. Además, al contar con una tensión de trabajo mayor, el inversor trabaja con un rendimiento superior.

Desarrollo mensual producción total enero-junio 2020

En este grágico, podemos observar la evolución de la producción en este primer semestre.

Como era de esperar, según van pasando los meses el rendimiento de nuestras instalaciones mejora, estando siempre el “Inversor C” por encima del resto. Además, otro dato a tener en cuenta es que la diferencia de producción entre el “Inversor C” y el resto de instalaciones aumenta según pasan los meses. Por ejemplo, en la Ilustración 2 podemos observar los datos correspondientes al mes de enero, donde la diferencia de producción con el resto de inversores fue insignificante. ¿Será el funcionamiento de todos los equipos similares con baja irradiancia? ¿Tendrá que ver el uso de optimizadores? ¿Será debido a la degradación de los módulos? Las respuestas a estas preguntas las tendremos en los próximos meses.

Rendimiento diario

En este apartado vamos a analizar cómo se comportan los distintos equipos en diversas situaciones. En concreto, vamos a analizar:

  1. Un día con una alta radiación solar
  2. Un día con baja radiación solar,

En este articulo, vamos a analizar estos datos referentes al mes de enero.

  1. Día con alta radiación solar

En la Ilustración 4 podemos ver la potencia producida por los distintos equipos durante el pasado día 11/01/2020.

Ese día, la producción fue de aproximadamente 4 kWh/kWp, un valor elevado si tenemos en cuenta que la producción media de Enero fue de, aproximadamente, 2,7 kWh/kWp.

Podemos ver cómo, si bien el “Inversor C” es el primero que empieza a producir, también es el primero que finaliza su jornada. Por su parte, el “Inversor E” es el que produce hasta más tarde.

El “Inversor C” fue el equipo que contó con el valor máximo de potencia producida, llegando a alcanzar un valor de 1,375 kW, a las 12:45. Sin embargo, si hacemos la comparativa teniendo en cuenta la potencia instalada en cada sistema, observamos que el “Inversor A” alcanzó el valor máximo, siendo este de 0,731 kW/kWp a las 12:50.

  1. Día con baja radiación solar

Durante el día 18/01/2020 los datos de producción fueron totalmente opuestos, tal y como podemos ver en la Ilustración 5.

Durante este día la producción no llegó siquiera a 0,5 kWh/kWp. La mayor producción fue conseguida por el “Inversor A”, con una potencia de 0,237 kW, siendo además tambien el inversor que más potencia máxima generó en relación a la potencia instalada, alcanzado los 0,15 kW/kWp.

Durante este día de baja radiación podemos observar como el “Inversor C” empieza primero a producir. En esta situación, vemos como el “Inversor B” es el que peor rendimiento ha obtenido, siendo además el que menos horas de funcionamiento ha tenido. Este equipo trabaja bastante lejos de su tensión nominal, por lo que este puede ser el motivo de esta situación.

¿Cómo será el rendimiento en los próximos meses? ¿La diferencia de producción entre equipos aumentará o disminuirá durante los meses de verano? ¿Notaremos un aumento en la producción tras nuestra limpieza semestral? Para resolver estas preguntas, y muchas más, tendremos que esperar a los próximos artículos.