Laboratorio Solar Recôncavo: diferentes tecnologías disponibles en el sector fotovoltaico

Una colaboración entre la UFRB (Universidad Federal de Recôncavo da Bahia) y Amara Energia ha permitido la creación de un laboratorio de energía solar fotovoltaica con el objetivo de realizar estudios de las diferentes tecnologías disponibles en el sector fotovoltaico en condiciones reales. El laboratorio también será de gran valor para el profesorado de la universidad, que podrá realizar investigaciones, desarrollar artículos y trabajos finales de curso utilizando las instalaciones del laboratorio. Estas instalaciones suelen ser de difícil acceso para la comunidad académica.

Se instalaron y pusieron en marcha 16 módulos fotovoltaicos distribuidos en un inversor string (inversor A) y tres microinversores (inversores B, C y D). Todos los inversores funcionan en las mismas condiciones climáticas, instalados en la misma red eléctrica y con los módulos orientados en la misma dirección.

Los tres microinversores están conectados cerca de los módulos, junto a la estructura de fijación de la instalación, y el inversor se aloja en una instalación cubierta que cumple con los requisitos técnicos necesarios y a 10 metros de los módulos fotovoltaicos. En resumen, los siguientes sistemas fotovoltaicos se encuentran en el laboratorio:

Tabla 1: Tecnología de inversores y potencia instalada de sistemas fotovoltaicos

Como el objetivo del laboratorio es analizar diferentes tecnologías de módulos fotovoltaicos, se realizaron los siguientes arreglos:

Tabla 2: Módulos fotovoltaicos utilizados en los sistemas

Como se indica en la Tabla 2, las conexiones entre módulos e inversores se pueden representar mejor a través de los siguientes diagramas.

Para un mejor conocimiento de las líneas de investigación del laboratorio, a continuación se destacan las características constructivas de cada módulo presente en la planta:

Tabla 3: Tipos de células y tecnologías de módulos utilizados en los diferentes sistemas de laboratorio

Como resultado, se llevarán a cabo varios estudios de investigación en el laboratorio con el objetivo de ampliar conocimientos prácticos vinculados a la teoría de los sistemas fotovoltaicos. Inicialmente se harán las siguientes comparaciones:

• Inversores de cadena x microinversores;
• Módulos policristalinos x módulos monocristalinos;
• Módulos monofaciales x módulos bifaciales.

Es importante destacar las estructuras utilizadas en la planta, tanto para el suelo: la estructura Ecoground como una estructura unipolar convencional. Cada estructura presenta diferentes configuraciones y parámetros que merecen ser analizados, así como su impacto en la generación de energía. Entre los aspectos más destacados se encuentran la altura sobre el suelo, el ángulo de inclinación, la separación entre hileras y la anchura entre naves.

Para los sistemas aquí analizados, la altura sobre el suelo y el ángulo de inclinación serán los factores preponderantes, como se comenta en el artículo “Estructura EcoGround – Diferencias y ventajas respecto a las estructuras de suelo convencionales”. Para la estructura monopolo (Figura 6) se utilizó la inclinación local (13°) con los módulos instalados en vertical y para la estructura Ecoground (Figura 7) se utilizó la inclinación de 15° (estándar del fabricante) con los módulos instalados en horizontal.

Estas estructuras se utilizarán para analizar la influencia de la inclinación y la altura de los módulos con respecto al suelo en la generación del sistema fotovoltaico. También se estudiará el efecto de la presencia de grava en el lugar de instalación de los módulos bifaciales, con el fin de aumentar el albedo para una mayor captación de la radiación solar en la cara inferior del módulo. Factores como estos se describen con más detalle en el artículo «Albedo (coeficiente de reflexión): definición e influencia en los módulos bifaciales.

En resumen, este laboratorio presentará y estudiará las principales diferencias entre los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica de forma práctica. Los resultados serán difundidos a la sociedad a través de artículos e informes anuales sobre la generación y eficiencia de cada sistema analizado.