Innovadora Metodología Marroquí Revoluciona el Monitoreo de Inversores Fotovoltaicos en Climas Semiáridos

Investigadores de la Universidad Hassan II en Marruecos han desarrollado una nueva metodología para monitorear de manera continua la durabilidad y fiabilidad de inversores fotovoltaicos en climas semiáridos, donde la tasa de fallos anuales es considerable. Este enfoque innovador se basa en la comparación entre la salida de energía medida y la salida de energía esperada en condiciones normales de operación de los sistemas fotovoltaicos (PV).

El estudio se llevó a cabo en tres sistemas fotovoltaicos ubicados en el Green Energy Park, un centro de investigación e innovación en energías renovables situado en Ben Guerir, en el centro de Marruecos. Los sistemas, con capacidades de 7,2 kW, 16,5 kW y 22,2 kW, están orientados hacia el sur y utilizan diferentes tecnologías de módulos fotovoltaicos: uno de ellos basado en módulos de cobre, indio, galio y selenio (CIGS), mientras que los otros dos emplean módulos monocristalinos de tecnología no especificada. Todos los sistemas están conectados a inversores que son monitoreados mediante una unidad de monitoreo de cadenas fotovoltaicas.

El centro de pruebas al aire libre cuenta con un sistema de adquisición de datos que registra parámetros eléctricos como potencia en corriente alterna (CA) y corriente continua (CC), corriente, voltaje y frecuencia, con un tiempo de muestreo de dos minutos. Los datos recopilados abarcan un periodo desde enero de 2018 hasta agosto de 2023.

Para evaluar la precisión de los modelos de predicción de la salida de potencia de los inversores, los investigadores analizaron tres modelos diferentes: el Modelo de Rendimiento de Arrays Fotovoltaicos de Sandia, desarrollado por los Laboratorios Nacionales de Sandia del Departamento de Energía de Estados Unidos; PVWatts, una aplicación web popular creada por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) para estimar la producción de energía de sistemas fotovoltaicos conectados a la red; y el modelo Driesse, también desarrollado en Sandia.

Los resultados del análisis mostraron que el Modelo de Rendimiento de Arrays Fotovoltaicos de Sandia fue el que presentó el menor error cuadrático medio (RMSE), lo que indica que los errores de predicción fueron significativamente menores en comparación con los otros modelos. Además, este modelo mostró un coeficiente de determinación (R2) muy alto, cercano a 1, lo que sugiere una fuerte correlación con la potencia de salida medida en los inversores.

Durante el periodo de cinco años analizado, los investigadores observaron una disminución en la eficiencia ponderada de los sistemas de 7,2 kW, 16,5 kW y 22,2 kW del 3,96%, 0,63% y 1,29%, respectivamente. Estos hallazgos subrayan la importancia de implementar estrategias de mantenimiento integral que incluyan inspecciones regulares, protocolos de seguridad y soluciones de monitoreo remoto.

El estudio, titulado «Evaluación de la degradación de la eficiencia de inversores fotovoltaicos bajo condiciones semiáridas: Un estudio de caso en Marruecos», fue publicado recientemente en la revista Heliyon. Los autores concluyen que este enfoque es especialmente útil para el análisis de fallos en general y podría ser explorado para detectar problemas como estrés térmico, ensuciamiento, humedad, corrosión, estrés eléctrico y envejecimiento de componentes.

Este avance en la metodología de monitoreo podría tener un impacto significativo en la mejora de la durabilidad y fiabilidad de los sistemas fotovoltaicos en climas desafiantes como los semiáridos, lo que a su vez contribuiría a una mayor eficiencia y sostenibilidad en la generación de energía solar.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/09/02/new-approach-to-measure-pv-inverter-degradation-in-semi-arid-climates/