¿Su sistema fotovoltaico no rinde lo suficiente? Guía para la aplicación y configuración de optimizadores

En aplicaciones prácticas de generación de energía fotovoltaica (PV), problemas como el sombreado, las diferencias en la orientación de los módulos y la degradación de los mismos a menudo provocan una disminución de la producción del sistema. Las investigaciones indican que el sombreado puede provocar pérdidas de generación de energía de hasta el 70 % (Fuente ①: NREL). En particular, cuando un módulo específico está sombreado, la corriente y la potencia de salida de todo el circuito en serie pueden disminuir significativamente. Aquí es donde entran en juego los optimizadores fotovoltaicos. Ajustan la corriente de salida de los módulos afectados a través de circuitos de control CC-CC internos, logrando la coincidencia de corriente con otros módulos y reduciendo de manera efectiva las pérdidas de generación debido al desajuste. Este artículo detallará las necesidades de aplicación específicas de los optimizadores fotovoltaicos tanto en instalaciones existentes como nuevas, así como las soluciones que brindan.

Medidas clave para mejorar la producción en las plantas fotovoltaicas existentes

En el caso de las plantas fotovoltaicas en funcionamiento, la modernización con optimizadores es, sin duda, una estrategia de actualización crucial. Esta tecnología no solo aumenta significativamente el rendimiento del sistema, sino que también proporciona un fuerte respaldo para el funcionamiento estable a largo plazo de la planta. A continuación, se muestran algunos escenarios de aplicación típicos:

Modernización de plantas antiguas (sin sustitución de módulos) Algunas plantas más antiguas que han estado en funcionamiento durante muchos años a menudo experimentan una disminución de la producción debido al envejecimiento de los módulos, la degradación del rendimiento y los cambios en el entorno de trabajo. Según las investigaciones, la eficiencia de generación de energía de los módulos antiguos puede disminuir hasta en un 20 % (Fuente ②:IEA), lo que genera graves problemas de desajuste. La instalación de optimizadores no solo puede solucionar este problema, sino que también permite recuperar la generación perdida al máximo. Además, la función de monitoreo a nivel de módulo permite realizar un seguimiento en tiempo real del rendimiento del módulo, lo que permite la identificación precisa de módulos problemáticos y ahorra tiempo de mantenimiento.

Modernización de plantas antiguas (reemplazo completo de módulos) Por lo general, las plantas construidas antes de 2018 planean reemplazar los módulos antiguos por los más modernos. Durante este reemplazo, los cambios en las dimensiones de los módulos pueden causar sombreado (como se ilustra a continuación), lo que resulta en pérdida de energía. Según la experiencia de proyectos de Sheng Gao, los sistemas que utilizan tecnología optimizadora pueden mejorar significativamente la generación general en presencia de sombreado, con aumentos promedio del 15 % o más.

Los módulos nuevos más grandes pueden causar algo de sombreado.

Modernización de plantas antiguas (reemplazo parcial de módulos) Con el rápido desarrollo de la fabricación de módulos, cuando los módulos de las plantas más antiguas deben reemplazarse debido a daños, a menudo se enfrentan al dilema de que el fabricante original ya no produce las mismas especificaciones. El simple reemplazo de los módulos dañados por módulos populares en el mercado actual puede generar problemas de desajuste dentro de la misma cadena de módulos. Para abordar este desafío, la modernización con optimizadores surge como una opción más económica y efectiva, que elimina eficazmente los fenómenos de desajuste y garantiza la eficiencia de la planta.

Mitigación del sombreado Las plantas fotovoltaicas suelen tener una vida útil de hasta 25 años, durante los cuales el entorno circundante puede cambiar. Los edificios de nueva construcción, los árboles trasplantados o los equipos adicionales en los tejados pueden generar problemas de sombreado en los módulos fotovoltaicos. En estos casos, la aplicación de optimizadores es especialmente importante. Al emplear la tecnología de optimizadores, se puede reducir significativamente el impacto del sombreado en la salida del sistema, recuperando las pérdidas causadas por el sombreado.

Recomendaciones de configuración de optimización para nuevas instalaciones

Para aquellos usuarios que aún no han instalado sistemas fotovoltaicos, la configuración proactiva de optimizadores es igualmente importante. Desde la fase inicial de planificación y diseño de la planta, se deben considerar los optimizadores para garantizar una alta eficiencia, estabilidad y capacidades de generación de energía inteligente desde el principio. Los siguientes escenarios son especialmente adecuados para la instalación de optimizadores fotovoltaicos:

Estructuras de techo complejas Uno de los factores fundamentales que determinan la escala de una instalación fotovoltaica en un tejado es la orientación del tejado. Los módulos de una misma cadena orientados en dos direcciones diferentes pueden provocar pérdidas de potencia. Los optimizadores fotovoltaicos permiten que cada módulo funcione en su punto de máxima potencia, sin verse afectado por otros módulos de la misma cadena, maximizando así la utilización del espacio del tejado.

Problemas de sombreado La sombra de los tejados circundantes puede provocar pérdidas de generación de energía en los sistemas fotovoltaicos. Incluso la sombra de los árboles o de las líneas aéreas puede afectar significativamente la producción general de la planta. Los optimizadores fotovoltaicos utilizan el MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) a nivel de módulo para optimizar de forma independiente los módulos sombreados, mejorando así la generación general del sistema.

Entornos naturales variables Factores ambientales comunes como la acumulación de polvo, los excrementos de pájaros y la nieve también pueden afectar en gran medida la producción de las plantas fotovoltaicas. Si su tejado está ubicado en un área con condiciones naturales variables, puede provocar un rendimiento inferior en la generación de energía fotovoltaica. La instalación de optimizadores puede abordar eficazmente estos desafíos, asegurando una generación de energía estable.

Requisitos de seguridad y mantenimiento Los sistemas fotovoltaicos generan tensión de forma continua y los sistemas que no pueden realizar desconexiones de seguridad de baja tensión en caso de averías o incendios plantean riesgos de seguridad. Los optimizadores fotovoltaicos pueden identificar rápidamente los riesgos potenciales mediante la monitorización a nivel de módulo y realizar un apagado rápido en 15 segundos, reduciendo la tensión a niveles seguros y garantizando la seguridad tanto del sistema fotovoltaico como del personal de mantenimiento.

En resumen, los optimizadores fotovoltaicos desempeñan un papel fundamental a la hora de mejorar el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos, garantizar la seguridad y facilitar el mantenimiento. Ya sea para plantas fotovoltaicas nuevas o en funcionamiento, la modernización con optimizadores en situaciones específicas es una opción inteligente.

Fuentes:

① Rendimiento fotovoltaico del NREL: https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf 

② Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica de la IEA: https://iea-pvps.org/