El Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica de la Agencia Internacional de la Energía (IEA PVPS, por sus siglas en inglés) ha publicado un informe técnico sobre el rendimiento de generadores fotovoltaicos parcialmente sombreados operados por electrónica de potencia optimizada. El documento proporciona información crítica sobre los retos que plantea el sombreado parcial en los sistemas fotovoltaicos y evalúa las últimas innovaciones técnicas para optimizar el rendimiento energético en esas condiciones.
El sombreado parcial es un problema común en entornos urbanos con sistemas fotovoltaicos instalados en tejados o fachadas. Puede provocar pérdidas de energía significativas e incluso plantear riesgos como puntos calientes y daños en los módulos.
En este contexto, el informe técnico investiga el rendimiento comparativo de sistemas electrónicos de potencia, incluidos los inversores de cadena convencionales (SINV) y la electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE). Así, ofrece análisis detallados y recomendaciones prácticas para los diseñadores de sistemas y las partes interesadas.
Hacia un mejor rendimiento de los generadores fotovoltaicos
Los análisis del rendimiento incluidos en el informe muestran que, con generadores fotovoltaicos parcialmente sombreados, los SINV a veces logran un mejor rendimiento en estas aplicaciones que los optimizadores que dominan el mercado.
Las recomendaciones para sistemas de alto rendimiento deben tener en cuenta las pérdidas reales de los propios optimizadores, que suelen sobreestimarse en un 2%. Sin embargo, como estas diferencias de rendimiento anual entre optimizadores y SINV suelen ser inferiores al 3% en un mercado dominado por sistemas fotovoltaicos con sombras ligeras o moderadas, los fabricantes de optimizadores están obligados a proporcionar datos de eficiencia realistas.
Según el documento, para que los planificadores fotovoltaicos ofrezcan el diseño fotovoltaico óptimo en condiciones de sombreado parcial, las herramientas de software fotovoltaico comerciales deben mejorar sus productos tanto en términos de datos de eficiencia de los componentes como en términos de cálculo de los puntos operativos reales de cada optimizador en función de cada célula solar del módulo fotovoltaico, en lugar de utilizar simples datos promedio de eficiencia del optimizador ponderados.
También concluye que la MLPE debería tener la opción de desactivar la anulación de puntos de operación de puntos calientes para poder generar la máxima potencia fotovoltaica durante todo el año sin el riesgo de un efecto de punto caliente dañino, como es el caso de los módulos de media celda.
Otro hallazgo del informe es que se están llevando a cabo numerosos trabajos de investigación adicionales para reducir los efectos de sombreado de los paneles fotovoltaicos. Estos incluyen nuevas variantes de electrónica de potencia sofisticada para cada célula solar, incluido el sistema de control; y la optimización del seguimiento mecánico de plantas fotovoltaicas de gran escala de un solo eje en terrenos irregulares.
El documento señala que la rentabilidad de los sistemas fotovoltaicos parcialmente sombreados para el cliente final se caracteriza por los mayores costes de inversión en componentes e instalación, así como los elevados costes que supone para los técnicos sustituir los optimizadores defectuosos. En cuanto a la probabilidad de fallo de los optimizadores debido a la mayor temperatura ambiente en el tejado en comparación con los SINV en el edificio, los expertos afirman que es necesario esperar a que se realicen estudios independientes.