Un grupo de investigación dirigido por científicos del Centro Común de Investigación (JRC, por sus iniciales en inglés) de la Comisión Europea en Ispra, Italia, ha actualizado el modelo de rendimiento energético (PPM) con los desarrollos recientes en la tecnología fotovoltaica.
El PPM es el núcleo del Sistema de Información Geográfica Fotovoltaica (PVGIS) de la Comisión Europea, una aplicación web que permite a los usuarios estimar la producción fotovoltaica mundial.
“La calibración original de los coeficientes PPM para los módulos de silicio cristalino (cSi) se informó en 2011. Los valores de los coeficientes para las tecnologías de módulos de diseleniuro de cobre e indio (CIS) y teluro de cadmio (CdTe) se informaron en 2010. Estos han seguido utilizándose hasta la fecha, con solo modificaciones menores”, indicó el equipo. “Sin embargo, en los últimos años, el sector de fabricación fotovoltaica ha logrado avances notables, tanto en volúmenes como en eficiencia de conversión de energía”.
Para recalibrar los resultados de PVGIS según los nuevos desarrollos, los científicos utilizaron conjuntos de datos de matrices de potencia actualizados producidos por la Instalación de Pruebas Solares Europea (ESTI). Incluyeron siete ejemplos de cSi —cuatro con tecnología PERC, dos con diseño de contacto posterior (BC) y uno con arquitectura de heterounión (HJT)—. También incluyeron tres módulos CIS y dos paneles CdTe.
“Para cada módulo, se midió una matriz de datos de potencia en un simulador solar de interiores según la norma IEC 61853-1, cubriendo irradiancias de 100, 200, 400, 600, 800, 1000 y 1.100 W/m2 y temperaturas de 15 °C, 25 °C, 50 °C y 75 °C”, explicaron los científicos, señalando que esto les permitió extraer coeficientes que describen cómo cambia el rendimiento de los paneles cuando varían la temperatura y la irradiancia.
Finalmente, estos resultados se normalizaron utilizando condiciones estándar de prueba (STC) y luego se ajustaron al modelo de rendimiento de potencia existente de PVGIS mediante el procedimiento de mínimos cuadrados.
“Los resultados muestran que el modelo de rendimiento de potencia PVGIS con coeficientes actualizados puede proporcionar una buena descripción de la potencia de salida de los módulos cSi modernos, con un error absoluto medio de sesgo (MABE) inferior al 1% en casi todos los casos, frente a un MABE de más del 3,5% con los coeficientes actuales”, dijeron los académicos. “Los coeficientes actualizados permiten que el modelo capture mejor los coeficientes de temperatura mejorados y el rendimiento con poca luz”.
El análisis mostró que, en el caso de CdTe, el MBAE de los modelos actualizados fue cercano al 2,8%, mientras que en el caso original fue del 4,9%. En cuanto al CIS, el MBAE actualizado fue del 1,65%, en comparación con el 3,7% original.
Los cálculos también mostraron que la producción anual de energía en corriente continua aumenta en comparación con la obtenida con el modelo actual entre un 1,8% y un 4,9% para cinco de los seis climas de referencia especificados en la norma IEC 61853-4. La única excepción fue el caso de clima de gran altitud, que mostró una reducción del rendimiento del −0,9%.
El modelo actualizado se presentó en “An Updated Simplified Energy Yield Model for Recent Photovoltaic Module Technologies”, publicado en Progress in Photovoltaics. Investigadores del Centro Común de Investigación (JRC) de la Comisión Europea en Ispra, Italia, y de la Universidad de Göttingen en Alemania han contribuido al estudio.
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