Nuevo modelo para calcular el rendimiento energético en plantas fotovoltaicas verticales bifaciales este-oeste

Un grupo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos) y de la empresa neerlandesa de medición de la radiación solar Kipp&Zonen han propuesto una novedosa metodología para simular el rendimiento de instalaciones fotovoltaicas verticales bifaciales con orientación este-oeste.

En el estudio “Modelling of bifacial photovoltaic farms to evaluate the profitability of east/west vertical configuration” (Modelización de parques fotovoltaicos bifaciales para evaluar la rentabilidad de la configuración vertical este/oeste), publicado en Solar Energy, los científicos explican que el enfoque propuesto ofrece la ventaja de permitir simulaciones a gran escala que tienen en cuenta factores clave como la no uniformidad de la irradiancia posterior y el impacto espectral.

“La no uniformidad de la irradiancia y el impacto espectral se tienen en cuenta utilizando una matriz de cuatro dimensiones como unidad de base para realizar la simulación anual de granjas”, señalaron. “La primera y la segunda dimensión representan las distribuciones espaciales de irradiancia a lo largo de las filas de la granja y las celdas de los módulos, respectivamente, mientras que la tercera y la cuarta se refieren al tiempo y a la longitud de onda de la luz solar”.

También se dice que el modelo se basa en una estructura matricial que ofrece distintos parámetros de diseño para cada fila y permite considerar diferentes configuraciones “no convencionales”. Calcula la irradiancia para cada longitud de onda del espectro a nivel de célula. Para medir la irradiancia total a ambos lados del módulo, tiene en cuenta la irradiancia del cielo, la irradiancia reflejada en el suelo y la irradiancia reflejada por los módulos vecinos.

Además, la nueva metodología estima la irradiancia incidente en el suelo calculando el factor de visión del cielo. Para predecir las temperaturas de los módulos solares utiliza un modelo térmico que analiza los datos de las ubicaciones seleccionadas y las restricciones de tiempo computacional.

Los investigadores validaron el método propuesto en distintos escenarios de mercado y condiciones de instalación, y compararon el rendimiento de los sistemas bifaciales verticales este-oeste con el de sistemas idénticos pero orientados al sur. Descubrieron que las instalaciones este-oeste pueden superar a sus homólogas orientadas al sur en función de factores como los parámetros de diseño, el recorte, la ubicación y las condiciones del mercado.

“Los mayores valores de distancia entre hileras aumentan el rendimiento energético y los ingresos tanto de los parques fotovoltaicos verticales como de los inclinados hasta un valor de saturación”, explicaron también. “Sin embargo, el impacto de este parámetro es mayor en el primer caso, por lo que un aumento de la distancia entre filas favorece la rentabilidad de las configuraciones verticales este-oeste frente a las inclinadas sur”.

De cara al futuro, los académicos afirman que el nuevo método debería incluir el análisis del albedo y del sistema de montaje, así como ofrecer la opción de investigar proyectos con almacenamiento en baterías. “Para mejorar aún más la velocidad de cálculo del algoritmo, la necesidad de ampliar las dimensiones del problema para considerar efectos como la no uniformidad de la irradiancia podría sustituirse por coeficientes empíricos”, añadieron. “Su dependencia de parámetros meteorológicos y de diseño podría investigarse mediante técnicas de aprendizaje automático”.