Módulos bifaciales con PVSyst: factores a considerar

Los módulos fotovoltaicos bifaciales han ido ganando un gran poder competitivo en el mercado reciente y, con las variantes que se dieron en el mercado en 2020, sin duda habrá un “boom” de este producto en el mercado de generación distribuida en 2021.

A diferencia de los módulos monofaciales, que son relativamente fáciles de dimensionar, esta tecnología requiere un análisis mucho más minucioso e individualizado. Entonces, ¿cuáles son las diferencias que debemos considerar en un proyecto? ¿Cuánto puede influir el ajuste de una sola variable en la generación eléctrica de mi sistema?

Esto es lo que traeremos en este artículo, abordando principalmente el uso de la herramienta PVSyst (herramienta principal del mercado fotovoltaico) para un correcto dimensionamiento.

Más información: Curso Proyecto de Sistemas Fotovoltaicos con PVSyst y SOLERGO do Canal Solar

En general, el módulo bifacial se creó con el objetivo de aprovechar aún más la radiación solar en los sistemas fotovoltaicos. Como sabemos, la radiación solar es abundante y prácticamente inagotable, y gran parte de ella no es aprovechada por los módulos fotovoltaicos. Esta generación adicional se obtiene aprovechando la radiación reflejada por el suelo y captada por la parte posterior del módulo.

A diferencia de los módulos convencionales, que cuentan con una lámina de plástico en la parte posterior para proteger y aislar las células, los módulos bifaciales pueden captar luz de ambos lados. Esto es posible gracias a un cambio en el revestimiento posterior del módulo, donde una capa de vidrio o un revestimiento transparente reemplaza la lámina trasera blanca tradicional, como ocurre en los módulos monofaciales.

Además, se utilizan células bifaciales, que no tienen metalización trasera integral, lo que permite la captura de luz. Puede obtener más información sobre los módulos bifaciales en el artículo "Comprender los módulos solares bifaciales.

La ganancia de generación del módulo bifacial está directamente relacionada con la incidencia de la luz (difusa y reflejada directa) en la parte posterior del módulo fotovoltaico, como se ilustra a continuación.

Los principales factores que influyen en la ganancia de energía al capturar luz en la parte posterior del módulo incluyen: el albedo, la altura del módulo, la distancia entre mesas, el sombreado de las estructuras de fijación y el ángulo de inclinación. Pero ¿cómo debemos considerar cada uno de estos factores en PVSyst? ¿Dónde podemos encontrar estos valores para una simulación correcta? En general, debemos seguir los siguientes pasos para realizar estas modificaciones:

1. Abra un nuevo proyecto, seleccione la ubicación y agregue la orientación y el tipo de fijación;
2. Seleccione “Sistema” y luego elija un módulo con bifacialidad para el sistema y configúrelo usando “Sistema Bifacial”, como se indica a continuación.
3. Utilice el modelo “Modelo 2D de Unlimited Sheds” para configurar filas de módulos en proyectos con estructura fija y el “Modelo 2D de Unlimited Trackers” para proyectos con tracker

Una vez hecho esto, debemos modificar los parámetros en “Cobertizos ilimitados modelo 2D”, donde podemos cambiar:

Albedo: Reflectividad del suelo donde se instalarán los módulos bifaciales. Generalmente se considera que un albedo típico para arena o grava oscila entre el 30% y el 35%. Este factor tiene un gran impacto en la ganancia de la parte trasera del módulo fotovoltaico.

Altura sobre el suelo: Este ítem varía según las estructuras donde se instalarán los módulos. Según lo que tenemos hoy en el mercado de estructuras, aquí se considera una altura entre 0,5 m y 1,50 m. Cabe señalar que para el modelo de estructura fija la altura se refiere al punto más bajo del módulo fotovoltaico con respecto al suelo, mientras que para el modelo con seguidores se utiliza la altura del eje del seguidor con respecto al suelo.

Espaciado entre filas de módulos: Tradicionalmente en plantas con módulos monofaciales este valor está entre 5 m y 7 m, sin embargo en plantas con módulos bifaciales es interesante, si es posible, utilizar una distancia mayor para aprovechar mejor la ganancia trasera (un valor que ronda los 12 m). Se recomienda m) .

Podemos considerar que estos son los tres parámetros principales que deben dimensionarse al trabajar con módulos bifaciales en PVsyst, buscando optimizar la generación con este tipo de módulo. Sin embargo, existen algunos parámetros que no están directamente relacionados con la bifacialidad, pero que también deben ajustarse para una simulación correcta. Estos se relacionan con la mayor calidad del material utilizado en la fabricación, principalmente debido a la capa de vidrio en la parte posterior, que causa una menor degradación con el tiempo, aumentando así la generación de energía a lo largo de su vida útil.

Los módulos con esta función se comercializan con una garantía de rendimiento de 30 años, con una degradación anual de aproximadamente el 0,5 %, mientras que los módulos monofaciales suelen tener una degradación de aproximadamente el 0,6 % anual. Para modificar estos parámetros, tras seleccionar y configurar el sistema como se indica arriba, haga clic en Simulación avanzada, como se resalta.

Y luego haga clic en Envejecimiento.

A continuación, seleccione la opción pérdida detallada – antigüedad, de modo que se pueda acceder a las opciones específicas de cada módulo.

Se abrirá la siguiente ventana, con las características del módulo seleccionado:

En esta pestaña es importante realizar los siguientes ajustes:

1. Degradación anual del módulo fotovoltaico: Los módulos monofaciales tradicionales (de buena calidad) suelen tener una degradación anual de entre 0,6-0,7% anual – esta información debe estar disponible en la ficha técnica del equipo. Los módulos bifaciales, debido a la característica de doble vidrio ya comentada, son menos propensos a esta degradación anual, que ronda el 0,5% anual.
2. Garantía de rendimiento del módulo fotovoltaico: También es importante corregir los porcentajes de potencia garantizados por el fabricante a lo largo de la vida útil del sistema para que la simulación sea más precisa y refleje condiciones más cercanas a la realidad en el funcionamiento de ambos productos y podamos diferenciar cada uno de ellos. Y esta ventana se verá así:

Finalmente, es fundamental que, tras modificar los valores de la garantía de cumplimiento en el año 30 (o 25, según el módulo), se seleccione la casilla "Interpolación lineal", como se indica. Esta opción ajusta (interpola) los valores de la garantía para los demás años intermedios. Tras estos ajustes, haga clic en "Aceptar" para que la simulación del sistema con un módulo bifacial se realice con mayor precisión.

En esta primera parte del artículo traemos los principales conceptos y variables que se deben cambiar en el software PVSyst para que las simulaciones con módulos bifaciales sean más realistas y representen mejor las condiciones reales de operación a las que será sometido este equipo en campo.

Sin embargo, ¿cuál es el impacto de estas variables en la generación de energía? ¿Debería espaciar más las tablas de los módulos? ¿Realizar un tratamiento del suelo para una mejor reflectividad y mayor albedo? Esto es lo que veremos en el siguiente artículo, donde haremos un caso de estudio con estos módulos.

* Texto producido por Ysaac Franca Fialho Cerqueira y Augusto Batista Alves Soares bajo la supervisión de Thiago Mingareli y Vitor Pedreira