Contribución al estudio de la temperatura de trabajo de los módulos fotovoltaicos

Resumen

El estudio, análisis y predicción de la temperatura a la que trabajan los módulos solares fotovoltaicos constituye una línea de investigación de gran interés en el campo de la Energía Solar Fotovoltaica , , habida cuenta de la relación existente entre el aumento de la temperatura de operación de las células solares fotovoltaicas y la disminución de su rendimiento de conversión de energía solar en electricidad. Las variaciones térmicas que se dan en los módulos fotovoltaicos producen las denominadas "Pérdidas por Temperatura" tanto en los Proyectos Técnicos de diseño y dimensionado de plantas solares fotovoltaicas , así como en los trabajos de estimación de la energía generada por un sistema fotovoltaicos conectados a red . Dicha relación supone un descenso medio en el rendimiento en el entorno de 0,5 %/ 'C [5], lo cual supone una desviación en las previsiones de producción eléctrica de un 5 % para los casos extremos en una estimación de temperatura de incertidumbre ±5 oc. La Energía Solar Fotovoltaica se encuentra en una perspectiva de producción eléctrica sostenida y de creciente participación en la cuota de producción eléctrica total, vertiendo a la red mediante la construcción y funcionamiento de grandes plantas solares conectadas a la red eléctrica (de potencia instalada > 1 MW), o mediante instalaciones de pequeño y medio tamaño (hasta aproximadamente 100 k W) integradas en naves industriales y edificios de oficinas o residenciales. Por tanto, en un escenario presente de potencias instaladas crecientes, y con un amplio desarrollo técnico a futuro , el estudio detallado del comportamiento térmico de los módulos fotovoltaicos en operación resulta fundamental para predecir en todo momento y condición la temperatura de operación de las células solares fotovoltaicas dentro del módulo solar, efectuando una simulación térmica fidedigna, y así acotar la incertidumbre asociada a las estimaciones de producción eléctrica. Diversos autores han propuesto fórmulas de cálculo de la temperatura de trabajo de módulos fotovoltaicos, con distintos niveles de simplificación, basadas en correlaciones experimentales, y que predicen el comportamiento térmico bajo determinados supuestos relacionados con las características del propio módulo fotovoltaico, usualmente limitados a la construcción y disposición clásica de un panel fotovoltaico, así como con ciertas condiciones climáticas externas, caracterizadas por altas irradiancias solares en días despejados. Por otro lado, las Normas internacionales proponen métodos basados en medidas experimentales, y su posterior filtrado y análisis para la determinación de la temperatura de trabajo de un módulo fotovoltaico, bien como una nueva cualificación de un módulo prototipo, o bien como una inspección periódica de sus características.