7 Razones del porque sobre dimensionar su sistema fotovoltaico.

 

Por: Scott Partlin Traducido por: LCI Jonahatan Camarena Greenergy Energía No Convencional

http://www.smainverted.com/2016/04/13/7-reasons-why-you-should-oversize-your-pv-array/

Publicado en: Mayo 07, 2016 04:16 PM

El sobredimensionamiento de un sistema fotovoltaico, (grupo de paneles solares) también conlleva a que el inversor fotovoltaico puede quedar con un tamaño insuficiente, lo que implica instalar un sistema fotovoltaico con una potencia nominal en DC (medido a condiciones de prueba estándar, STC) mayor que la salida de potencia nominal en AC del inversor, esto puede ser una herramienta valiosa para los diseñadores de sistemas que requieren suministrar una cantidad máxima de energía a un costo más bajo posible. Las razones de sobredimensionamiento de sistemas fotovoltaicos y los factores importantes a considerar se resumen a continuación:

1. Hacer un mejor uso de la potencia nominal de AC a la salida del inversor

Los paneles solares tienen rangos que definen su operación, potencia, corriente y voltaje, todos ellos están definidos por condiciones de prueba estándar, conocidas por sus siglas STC las cuales son:

Temperatura 25 ºC

Masa de aire M1.5

Irradiación 1000 W/m²

Capitulo 1

Sin embargo, es obvio que un módulo fotovoltaico raramente sería sometido a estas condiciones de operación estándar (STC) bajo escenarios del mundo real. Las condiciones de operación pueden variar a lo largo del día y la temperatura puede afectar en gran medida la potencia de salida de un panel solar. A medida que la temperatura del arreglo se incrementa, la tensión y la potencia disminuirá. Normalmente, durante el mediodía solar (radiación solar máxima), un panel solar con la clasificación STC tendrá su potencia de salida entre un 20-25 % debido a que está operando por encima de los 25ºC. Eso significaría que en el medio día solar en un día claro y soleado un arreglo de paneles solares de 100 kW probablemente estaría generando aproximadamente 77 kW. Eso es el 23 % de la potencia nominal del arreglo que no está entregando. Si un arreglo de paneles solares nunca entrega su potencia nominal, esto quiere decir que podríamos hacer el cálculo a la potencia pico del inversor y nos ayudaría a tener mejor uso de la capacidad de salida del mismo en  AC.

2. Reducir el costo especifico de la energía suministrada

Por sobredimensionar un arreglo de paneles solares, se puede obtener un menor costo por la energía suministrada ($ / kWh). El sobredimensionamiento de un sistema fotovoltaico, incrementará un costo por poner más paneles solares y las estructuras o soporteria que se requieran, sin embargo esto no sería necesario hacerlo con otros componentes del sistema y así el aumento de la producción de energía se consigue con un menor precio por kW instalado, y esto a su vez los rendimientos en un menor costo especifico de energía suministrada por el sistema fotovoltaico. Un ejemplo de comparación hecha usando Sunny Design muestra que por sobredimensionar un sistema fotovoltaico con un inversor de 5 kW, la producción anual de energía de un sistema se puede incrementar en más de un 28 por ciento por sólo un aumento de aproximadamente 10 por ciento en el coste total de la instalación.

Capitulo 2

3. Reducir el costo del inversor

Por sobredimensionar un sistema fotovoltaico, la salida de energía de corriente directa de ese arreglo de paneles solares puede adaptarse mejor a la potencia nominal de AC de un inversor. Esto significa que un inversor con una potencia nominal de AC más baja (y por tanto menor coste) puede ser utilizado. En consecuencia, esto puede reducir el coste relativo de inversores en comparación con el coste total del sistema.

4. Lograr salida de energía a favor instalando inversores en espacio limitado
Los inversores a veces necesitan ser instalados en lugares específicos, ya sea debido a las limitaciones del propietario o de la normativa eléctrica local. Esto puede significar que no sería posible instalar tantos inversores en un sitio como sería deseable para un sistema perfectamente diseñado. Sin embargo sobredimensionando sistemas fotovoltaicos, puede ser posible conseguir casi la misma producción de energía anual con un menor número de inversores instalados. Por ejemplo, si usamos Sunny Design, un arreglo 100 kW con tres inversores Sunny Tripower 25000TL (es decir, 75 kW de inversores) produciría energía aproximadamente 2 % menos anual en comparación con el mismo arreglo de paneles solares con cuatro inversores Tripower 25000TL Sunny ( es decir, de 100 kW de inversores) . Esto significa que sólo hay un 2 % menor producción de energía y 25 % menos de inversores.

5. Maximizar el valor de la energía durante el día al propietario del sistema

Para una empresa que opera durante las horas normales de trabajo, el valor de la energía durante el día de su instalación fotovoltaica puede ser diferente dependiendo de las circunstancias individuales, la potencia de salida del arreglo puede ser usada para evitar cargos por demanda máxima de la compañía suministradora eléctrica o para compensar cargas constantes que puedan operar en el sitio. En tales casos, sobredimensionar un sistema fotovoltaico podría proporcionar un negocio con mayor certeza en sus costos de energía, especialmente teniendo en cuenta el bajo precio de los paneles solares en el mercado actual. Por sobredimensionar un sistema fotovoltaico, el inversor puede alcanzar su potencia nominal de AC al principio del día , y seguir operando en ese punto hasta el final de la tarde , como se muestra en el siguiente gráfico.

Capitulo 5

6. Es mejor que el inversor coincida con el arreglo de paneles solares, en el caso de que un inversor necesite ser remplazado

A veces, si un inversor falla una vez que ha superado su periodo de garantía y que no siempre es posible reemplazarlo con el mismo modelo de inversor. En tales casos puede ser necesario comprar e instalar un inversor de una potencia de salida de AC diferente. Mediante la instalación de un inversor con una menor potencia de salida de AC, el arreglo de paneles solares existente podría adaptarse mejor a la capacidad del inversor y el costo de reposición al propietario del sistema podría ser minimizado.

7. Obtener el mejor provecho de Este a Oeste del arreglo de paneles solares

A menudo, los sistemas fotovoltaicos están instalados para maximizar la producción de energía, y como tal se inclinan hacia el ecuador (orientación sur en el hemisferio norte, orientación norte en el hemisferio sur). A veces, sin embargo, el plano de gama disponible para la instalación de paneles solares con estas condiciones de orientación ideales no puede ser tan grande como otros planos de arreglos menos ideales. En los casos en que el área disponible de orientación para este y oeste es mayor, un arreglo de paneles solares puede ser dividido en algunas cadenas con orientación este y oeste. Puesto que un sistema fotovoltaico orientado al este y al oeste llegará a su máximo en potencia de salida en diferentes momentos del día, es posible sobredimensionar en gran medida al mismo. Por ejemplo: instalar una fuente de entrada de corriente continua DC igual a la potencia de salida del inversor de AC para cada uno de los lados este y oeste. El uso de capacidad de dimensionamiento de un inversor de tal manera puede ofrecer una mayor producción de energía en general, y más nivel en salida de AC cada día.

           B. Factores a considerar al sobredimensionar

Aquí mencionamos dos factores importantes que deben tenerse en cuenta al diseñar e instalar un sistema fotovoltaico sobredimensionado

 

1. Condiciones de entrada para el inversor

La característica de entrada más importante que nunca debe ser superada para cualquier inversor SMA es el límite de tensión de entrada. Inversores y sus componentes constituyentes se han diseñado y clasificado para ciertos niveles de tensión de entrada, Si un voltaje de entrada supera este rango, es casi seguro que provocarán un fallo inmediato del inversor. Cuando sobredimensionamos un sistema fotovoltaico, es importante no exceder la tensión máxima de entrada de un inversor. También se debe tener en cuenta el rango de tensión de funcionamiento del punto de máxima potencia del rastreador , para asegurarse de que el sistema fotovoltaico no irá fuera de ese rango . Cuando una tensión del sistema fotovoltaico está fuera de un rango de voltaje de MPPT, el inversor no es capaz de maximizar el rendimiento del sistema.

 

2. Eficiencia de operación y generación de calor en el inversor

En términos generales, la pérdida de eficiencia de un inversor se realiza como la generación de calor. Un inversor tiene una eficiencia de funcionamiento diferente a diferentes potencias de salida. La curva siguiente muestra el ejemplo de un inversor Sunny Tripower 25000TL , en ciertos niveles de tensión de entrada, la operación está entre 0,5-1,0 por ciento menos eficiente en plena potencia de salida nominal en comparación con el 60 o el 80 por ciento de potencia de salida nominal. Esto podría resultar en más del doble de la generación de calor en 100 por ciento de potencia de salida de AC en comparación con 60 o 80 por ciento de potencia de salida de AC. Y cuando sobredimensionamos un sistema fotovoltaico de un inversor será más a menudo funcionar cerca de su potencia nominal de salida en AC, y la generación de calor del inversor puede crear un problema para la ubicación de la instalación, especialmente si los inversores están instalados en una sala de máquinas o donde el flujo de aire sea inapropiado y la disipación de calor podría ser limitada.

Factor 2

Conclusiones:

Pueden existir distintas razones para instalar un Sistema Sobredimensionado. Es muy poco probable que un arreglo fotovoltaico nos dé la potencia pico que dicen dar, sobredimensionar un sistema puede darnos un mejor uso de la potencia de salida de un inversor en AC y darnos un mejor costo/watt, resultando en una energía de menor costo ($/kWh). Cuando se sobredimensiona un sistema, es importante que los limites de entrada de potencia del inversor. Sunny Design es la herramienta perfecta para diseñar un sistema. Es importante siempre cumplir con las regulaciones locales y utilizar herramientas de diseño e instalación idóneas.