Commitments and Contingencies

Santiago Vidal Blázquez

5. Análisis con software PVSyst.

En este apartado se evaluará como trabajan los módulos de silicio amorfo EPV144S de la empresa Resigum en diferentes zonas climáticas como pueden ser, Cuba y España. Se utilizará el programa de diseño fotovoltaico PVsyst para ensayar virtualmente las mantas fotovoltaicas en las dos zonas climáticas.

El sistema fotovoltaico utilizado consiste en un conjunto de 7 módulos en serie de capa fina de silicio amorfo EPV144S de la empresa Resigum, como los utilizados experimentalmente. El sistema está conectado a red para contabilizar la cantidad de energía producida durante todo un año en las dos ubicaciones. Los módulos están orientados al Sur, al ser esta la orientación óptima, y con una inclinación de 30˚ al ser una inclinación de construcción muy común en ambos países (Rufo, 2014) (DamiaSolar, 2015).

Antes de nada se debe saber que Moa es una ciudad que se encuentra en la parte occidental de la isla de Cuba, tiene una climatología tropical con abundantes precipitaciones durante el año y una temperatura media de 26.0 ˚C (Climate-Data.org). Mientras que Madrid, capital de España, se caracteriza por un clima seco y con pocas lluvias a lo largo del año, donde los veranos son muy calurosos y los inviernos son fríos. Por ello, la temperatura media anual es de 13,7 ˚C (Climate-Data.org).

El PVsyst es un software de diseño profesional que permite el estudio, la simulación y el análisis de sistemas fotovoltaicos completos. A partir de unos datos característicos de climatología, productos fotovoltaicos y diferentes requisitos de diseño, ofrece el posible trabajo real de los equipos fotovoltaicos estudiados (PVSystS.A.).

En el anexo 2 se explica el uso básico del software que se dio durante su estudio. También se expone la nomenclatura de todas las siglas usadas por el programa. Así se llegaron a los siguientes resultados:

1. Para la ciudad de Moa se consiguió una energía total producida por el generador fotovoltaico de 1674 kWh durante todo el año con un factor de rendimiento de casi el 81% (80,99%) para una irradiancia global efectiva anual en el plano inclinado de 1907,9 kWh/m2. Se puede ver en la siguiente tabla que la Temperatura media anual del ambiente es de 26,24 ˚C y la temperatura media anual en la superficie del módulo es de 47,27 ˚C.

Capítulo 5: Análisis con software PVSyst

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Tabla 4. Datos obtenidos PVsyst para el proyecto final en Moa, Cuba.

2. Mientras que para la ciudad de Madrid se consigue para el mismo sistema una energía total producida por el generador fotovoltaico de 1700 kWh al año con un factor de rendimiento medio de 83,58 %. La cantidad total de energía efectiva anual percibida por el sistema fue de 1879,1 kWh/m2, con una temperatura media anual de 14,52 ˚C y una temperatura superficial media en los módulos de 37,17 ˚C como se puede ver en la tabla 6.

Tabla 5. Datos obtenidos PVsyst para el proyecto final en Madrid, España.

El factor de redimiento (cociente de funcionamiento Performance ratio) del módulo o PR para el software PVsyst es la eficiencia global del sistema con respecto la potencia normal instalada y la energía incidente del plano. Este factor podría denominarse como aquel que

Capítulo 5: Análisis con software PVSyst

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producción de energía. Este valor da una idea de la calidad del diseño y de la instalación ya que cuanto más próximo a uno, mayor puede ser su producción de potencia (Villas, 1999).

Ecuación 3.1 Cálculo del factor de rendimiento PVSyst.

Los valores de cálculo se pueden ver en la siguiente tabla, sabiendo que la potencia nominal instalada en nuestro proyecto virtual es de 7 módulos de 144 Wp cada uno, lo que hace un total de potencia nominal instalada de 1008 Wp.

Tabla 6. Factor de Forma calculado por Pvsyst con sus respectivos datos.

Si comparamos ambas producciones en diferentes lugares se puede observar en la figura 38 como en Moa la producción de energía es muy poco variable con respecto a la variabilidad que sufre la producción de energía en Madrid (ver figura 39). En estas imágenes se nos ofrece información sobre el factor de rendimiento para los diferentes meses durante el año, así como las pérdidas (generador y sistema) y la energía producida durante los diferentes meses.

Capítulo 5: Análisis con software PVSyst

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Figura 38. Producciones del proyecto final en Moa obtenidas mediante software PVsyst.

Figura 39. Producciones del proyecto final en Madrid obtenidas mediante software PVsyst.

Así como se puede observar que las pérdidas en Moa son un poco superiores a las de Madrid debido posiblemente a la diferencia de temperaturas de superficie de los dos sistemas estudiados. Ya que en Moa se tiene una pérdida por temperatura de 13,3 % con una temperatura media de superficie de 47,27 ˚C, mientras que en Madrid la pérdida por temperatura es de unos 3 puntos menos (10,2 %) con una temperatura de 37,17 ˚C. Además el factor de rendimiento de Madrid es del 83,5 % y el de Moa llega al 81% provocando que la energía producida por el generador sea un 1,53% menor en Moa (1674 kWh) con respecto a Madrid (1700 kWh).

Capítulo 5: Análisis con software PVSyst

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Figura 40. Diagrama de pérdidas obtenidas por PVSyst para proyecto final en Moa.

Figura 41. Diagrama de pérdidas obtenidas por PVSyst para proyecto final en Moa.

Las figuras 40 y 41 ofrecen el diagrama de todas las pérdidas y ganancias del sistema, así como la producción global del proyecto fotovoltaico. En el anexo III se ofrecen los resultados obtenidos mediante el programa PVSyst para los dos proyectos realizados