Contribución al modelado del comportamiento eléctrico a sol real de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino y CIs

Resumen

En los últimos años, ha habido un importante crecimiento en la potencia fotovoltaica instalada en el mundo, gracias al decidido apoyo que diferentes países como EE.UU., Japón, Alemania, Australia y España entre otros, han prestado a la producción de electricidad solar fotovoltaica, introduciéndola con fuerza en la sociedad, involucrándose ésta en el sector y en su diseño. Los promotores que financian las instalaciones rigen sus decisiones por criterios de estricta rentabilidad económica, estrechamente ligada a la producción de electricidad que un sistema fotovoltaico genera. En la práctica, la predicción del comportamiento de una instalación fotovoltaica se establece en términos de la energía que la misma venderá anualmente a la red. Existen multitud de métodos de predicción, con diferente complejidad y cuyo acierto en la estimación o cuya reducción de la incertidumbre asociada a dicha predicción queda, a veces, por ser contrastada plenamente. La problemática descrita conduce al objetivo de la presente Tesis: decidir qué métodos sencillos de predicción del comportamiento de módulos y generadores fotovoltaicos a sol real están mejor validados por la experiencia para climas soleados. Este objetivo se ha alcanzado a través de la evaluación de la bondad de diversos métodos numéricos analíticos sencillos que obtienen la potencia máxima y la energía generada a lo largo de un determinado periodo de tiempo a sol real a partir de los parámetros eléctricos característicos de los módulos en condiciones estándar de medida (CEM), la irradiancia global incidente y la temperatura de la célula. La evaluación se ha realizado tanto para módulos de silicio mono y policristalino -ya consolidados en el mercado- como para la tecnología basada en el diseleniuro de cobre e indio, CIS. Además se ha estudiado la degradación experimentada durante la exposición a la intemperie a lo largo de la campaña experimental de los módulos, haciendo hincapié en la tecnología CIS, sobre la que existen vacíos experimentales por llenar debido a su relativamente reciente llegada significativa al mercado. El método de Factor de Forma Constante (FFk), ha sido el que mejor se ha ajustado a los datos empíricos, tanto para la potencia máxima como para la energía diaria generada, combinando simplicidad y exactitud. No obstante, hay que mostrarse cautelosos con la recomendación del uso del método FFk para la tecnología CIS en climas soleados, puesto que el número de módulos ensayados y medidos ha sido pequeño -sólo dos- y la duración de la campaña de medidas se ha extendido a doce meses únicamente.