Fuente: eedesignit
La alta precisión deel nuevo marco de simulación en comparación con los enfoques existentes proviene del hecho de que el marco no sólo calcula el rendimiento energético de las células y módulos individuales en función de las condiciones meteorológicas locales y variables, sino que también tiene en cuenta la iluminación de doble cara y la forma en que está influenciado por los marcos de módulos, la geometría de los componentes del sistema y el albedo variable.
Para permitir la implementación de simulaciones ópticas avanzadas (mediante el rastreo de rayos) a nivel del sistema, también se tuvo especial cuidado para optimizar el flujo computacional: a pesar de proporcionar información más detallada y precisa, la solución de imec coincide con los competidores en términos de velocidad.
Los sistemas fotovoltaicos bifaciales pueden generar anualmente entre un 20% más de electricidad que sus homólogos monofaciales tradicionales con poco o ningún costo adicional. Debido a este beneficio, las instalaciones fotovoltaicas bifaciales están ganando cuota de mercado. Sin embargo, las limitaciones de las herramientas de simulación actuales para determinar con precisión su rendimiento energético esperado podrían obstaculizar un mayor despliegue.
Si bien las herramientas y enfoques de simulación de rendimiento de energía comercial existentes utilizados para el diseño de centrales de energía fotovoltaicas se han vuelto cada vez más precisos para los módulos solares de silicio monofacial estándar, sus estimaciones para los sistemas bifaciales todavía incluyen altos márgenes de error.
Calcular el rendimiento energético de los módulos solares bifaciales es más difícil porque la generación de energía a partir de la luz recibida en la parte trasera depende de muchas variables que son difíciles de determinar y pueden variar durante el día, como el auto sombreado, la geometría de la planta, la estructura de montaje, el albedo de tierra (el porcentaje de luz solar reflejado por el suelo en el lado posterior del módulo fotovoltaico).
Además, la no uniformidad en la iluminación trasera provoca una generación de energía total diferente a nivel de módulo y, en consecuencia, pérdidas de desajustes eléctricos a nivel de cuerda. Esto significa que la configuración de la cuerda también desempeña un papel en el rendimiento energético global de la planta de energía solar.
Philip Pieters, Director de Desarrollo de Negocios de imec/EnergyVille, declaró: "El hecho de que estemos trabajando en una solución que pueda predecir con precisión el rendimiento energético tanto de los paneles bifaciales individuales como de sistemas completos no sólo es importante desde el punto de vista de la I+D, sino que esperamos que estimule la implementación de módulos bifaciales en el campo, reduciendo aún más el precio de la energía verde.
"Dado que las herramientas actuales de predicción del rendimiento energético para la tecnología bifacial no son tan precisas, los inversores no tienen una buena visión de su retorno de la inversión, lo que las hace indecisos para dar el paso. Actualmente estamos en la fase de validación final de nuestro marco de simulación. Una vez que esté plenamente disponible, dará a los desarrolladores de plantas fotovoltaicas más confianza en la ganancia bifacial alcanzable, lo que permitirá una financiación más fácil de las centrales eléctricas bifaciales."
Eszter Voroshazi, R&D Manager de Pv Modules and Systems en imec/EnergyVille, añadió: "Un logro importante es que nuestra herramienta será capaz de calcular el rendimiento energético de todo un sistema, manteniendo un bajo margen de error de< 5%="" (daily="" rmse)="" even="" in="" complex="" scenarios="" and="" at="" high="" speed="" of="">
"El impacto de los detalles tecnológicos y de configuración del sistema en la no uniformidad en la parte trasera de los módulos tiene un efecto sorprendentemente importante y puede desencadenar pérdidas importantes de hasta el 40% debido a la falta de coincidencia entre los módulos, por lo tanto, perseguimos el desarrollo de nuestras simulaciones combinando un enfoque basado en la física con técnicas informáticas de alto rendimiento. Nuestro objetivo final es calcular con alta precisión la ganancia bifacial a nivel de módulo, cadena y sistema y permitir una herramienta de diseño de planta de energía fotovoltaica multi-objetiva y automatizada a largo plazo."
El nuevo marco de simulación de Imec ya ha sido validado a nivel de módulo en EnergyVille, una colaboración entre los institutos de investigación flamencos KU Leuven, VITO, imec y UHasselt en el campo de la energía sostenible y los sistemas de energía inteligente, y en colaboración con la Universidad de Kuwait. Ahora el marco está listo para ser validado en instalaciones a gran escala en condiciones reales y en diferentes climas en todo el mundo.
"A medida que la red está cambiando y la participación de las energías renovables en la producción mundial de energía está aumentando rápidamente, las estimaciones precisas y las simulaciones del rendimiento de la energía serán cada vez más importantes", terminó Pieters.