7
su th de tr m to m sim ef el pa de ut no el L ot [3 m co qu pl im fo na ra va co ut to fo ai co gs dc L Abstract— T upports the ne he automatic ge evices based on raining, valida measurements m otally oriented model can be mulator to test Keywords— fficiecy, Distrib OS ALTOS a la quem lectricidad, ha aíses opten po e energía eléc tilizando el vi o son explotad lectricidad [1] os sistemas fo tros de igual p 3], [4]. Por es modelación de onectados a la uien tiene me lanta, con mplementación otovoltaico y aturales renov adiación solar I. SIST A los sistem arios criterios onexión de s tilización o po odos se resum otovoltaicos co islados [7]. A. Sis Los Sistemas on fines lucrat G. Salazar, s[email protected] D. Carrion, c[email protected].e Cha L This paper pr ext-generation eneration of m n neural netwo tion and simu made on devi to non-expert exported auto t different scen Solar energy buted generatio I. INTROD S índices de co ma de comb a sido motivo d or aplicar nue ctrica, tales co iento, el sol, e dos al máximo , [2]. otovoltaicos s potencia de ge sta razón en e la eficienci a red y los ai enores pérdid estos resulta n a gran esc aprovechar a vables, en es [5], [6]. TEMAS FOTOV mas fotovoltai s como por e sus componen or la capacida en en dos gra onectados a la stemas Fotovo s Fotovoltaico tivos en donde Universidad Po du.ec. Universidad Po ec. aracter resents a free Mobile Comm models of compo orks. This tool ulation of the ces of interest ts in neural m omatically to narios. y, Photovolta on, Micro grid. DUCCION ontaminación bustibles fós de preocupaci evas alternativ omo son las entre otros rec o, como fuent son sistemas q eneración tien este investiga ia en los sist islados, con lo das eléctricas ados se pre cala de un d sí de mejor m te caso el so VOLTAICOS icos se los p ejemplo: por ntes, por su ad de generac andes grupos q a red y los sist oltaicos conec os conectados e se inyecta en olitécnica Sales olitécnica Sales G. rizatio of P e software too munications, th onents and ele enables the cr model directly t, using an in models. The re a traditional ic systems, E . en el mundo d iles para pr ión para que m vas en la gene energías reno cursos natural tes de generac que comparad en costos supe ación se realiz temas fotovo o cual se dete y mejor fac etende enfoc determinado s manera los re ol por medio puede clasific su configurac aplicación, p ción, que final que son los si temas fotovo ctados a la red a red son util nergía eléctric siana, Quito, E siana, Quito, E Salazar and on and Photov ol that hrough ctronic reation, y from nterface esulting circuit Energy debido roducir muchos eración ovables les que ción de os con eriores zó una oltaicos erminó ctor de car la sistema ecursos de la car por ción y por su lmente stemas oltaicos d lizados ca a las Ecuador, Ecuador, rede conf de bidi Figur princ E foto red A refie encu en p siem [10] B. C cone com dond ilum para repe E con con perm exis acum cuan sum dos apre d D. Carrión Mode voltaic es eléctricas formados por protección y reccional, el d ra 1. Esquema de cipales componen Este tipo de sis ovoltaicas, don para una dete A esto se la c ere a pequeño uentran conec puntos cercano mpre son men ]. Sistemas Fot Conocidos tam exión a una múnmente utili de no existe minación públ a bombeo de etidoras de señ Este tipo de sis acumulación acumulación mite almacena sta radiación s mulación no d ndo se tiene ministrar en co tipos de corr ecia en la Fig. n, Member, I eling o c Syst de distribuci un panel foto y equipos de detalle se visua e un sistema fotov ntes. stemas tambié nde toda la ene erminada zona onoce como os sistemas d ctados en las r os al consumo nores que los tovoltaicos Ais mbién como a red eléctri izadas a nivel una red púb ica como par agua, sistema ñal y vehículos stemas se los y sin acumu n es el que ti ar la energía p olar. Mientras dispone de bat irradiación s orriente contin riente y/o al m 2. IEEE of the tems ión [7]. Esto ovoltaico, un i e medición aliza en la Fig voltaico conectado én son utilizad ergía generada a [8]. Generación D de generación redes de distr o. La potencia generadores slados Stand alone ca de distrib residencial en blica debido rques y carret as de telecom s espaciales [1 puede disting ulación. El sis iene un grupo para ser cons s que el sistem terías y solo f solar. Ambos nua, corriente mismo tiempo Effici os se encuen inversor, siste unidirecciona g. 1. o a la red con sus dos para centr a es inyectada Distribuida qu n eléctrica qu ribución, ubica a de estos siste tradicionales e, no tiene bución [1]. n zonas rurale a los costos teras, en siste municaciones 11]. guir entre siste stema fotovolt o de baterías sumida cuando ma fotovoltaico funciona en el sistemas pue e alterna o en o [7], el detall iency ntran emas al o rales a a la ue se ue se ados emas [9], una Son es en , en emas para emas taico que o no o sin l día eden n los le se 2580 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

V WHPV - IEEE...0reloh &rpp rghovrifrpsr unv 7klvwrro odwlrq ri wkh fhv ri lqwhuhvw v lq qhxudop pdwlfdoo\ wr dulrv 3krwryrowd q 0lfurjulg 8&&,21 qwdplqdflyq xvwleohv iyv hsuhrfxsdfl

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suthdetrmtomsim

ef

elpadeutnoel Lot[3mcoquplimfonara

vacouttofoai

co

gs

dc

L

Abstract— Tupports the nehe automatic geevices based onraining, valida

measurements motally oriented

model can be mulator to test

Keywords— fficiecy, Distrib

OS ALTOSa la quem

lectricidad, haaíses opten poe energía eléctilizando el vio son explotadlectricidad [1]

os sistemas fotros de igual p3], [4]. Por es

modelación deonectados a lauien tiene melanta, con mplementaciónotovoltaico y aturales renovadiación solar

I. SISTA los sistem

arios criteriosonexión de stilización o poodos se resumotovoltaicos coislados [7].

A. SisLos Sistemas

on fines lucrat

G. Salazar,

[email protected]. Carrion,

[email protected]

Cha

L

This paper prext-generation eneration of mn neural netwotion and simumade on devito non-expert

exported autot different scen

Solar energybuted generatio

I. INTRODS índices de coma de comb

a sido motivo dor aplicar nuectrica, tales coiento, el sol, edos al máximo, [2].

otovoltaicos spotencia de gesta razón en e la eficiencia red y los aienores pérdidestos resultan a gran escaprovechar a

vables, en es[5], [6].

TEMAS FOTOVmas fotovoltais como por esus componenor la capacidaen en dos graonectados a la

stemas Fotovos Fotovoltaicotivos en donde

Universidad Podu.ec. Universidad Po

ec.

aracter

resents a freeMobile Comm

models of compoorks. This tool ulation of the ces of interestts in neural momatically to narios.

y, Photovoltaon, Micro grid.

DUCCION ontaminación bustibles fósde preocupacievas alternativomo son las entre otros reco, como fuent

son sistemas qeneración tieneste investigaia en los sistislados, con lodas eléctricas ados se precala de un dsí de mejor mte caso el so

VOLTAICOS icos se los pejemplo: por ntes, por su ad de generacandes grupos qa red y los sist

oltaicos conecos conectados e se inyecta en

olitécnica Sales

olitécnica Sales

G.

rizatioof P

e software toomunications, thonents and eleenables the crmodel directlyt, using an in

models. The rea traditional

ic systems, E.

en el mundo diles para pr

ión para que mvas en la geneenergías renocursos naturaltes de generac

que comparaden costos supe

ación se realiztemas fotovoo cual se dete

y mejor facetende enfoc

determinado smanera los reol por medio

puede clasificsu configuracaplicación, p

ción, que finalque son los sitemas fotovo

ctados a la reda red son util

nergía eléctric

siana, Quito, E

siana, Quito, E

Salazar and

on and Photov

ol that hrough ctronic

reation, y from

nterface esulting

circuit

Energy

debido roducir muchos eración ovables les que ción de

os con eriores zó una

oltaicos erminó ctor de car la sistema ecursos

de la

car por ción y por su lmente stemas

oltaicos

d lizados ca a las

Ecuador,

Ecuador,

redeconfde bidi

Figurprinc

E

fotored

Arefieencuen psiem[10]

B.C

conecomdondilumpararepe

Econ con permexisacumcuansumdos apre

d D. Carrión

Modevoltaic

es eléctricas formados por protección yreccional, el d

ra 1. Esquema decipales componen

Este tipo de sisovoltaicas, don

para una deteA esto se la cere a pequeñouentran conecpuntos cercanompre son men].

Sistemas FotConocidos tamexión a una

múnmente utilide no existe

minación públa bombeo de etidoras de señ

Este tipo de sisacumulación acumulación

mite almacenasta radiación smulación no dndo se tiene

ministrar en cotipos de corr

ecia en la Fig.

n, Member, I

eling oc Syst

de distribuciun panel foto

y equipos dedetalle se visua

e un sistema fotovntes.

stemas tambiénde toda la eneerminada zonaonoce como os sistemas d

ctados en las ros al consumonores que los

tovoltaicos Aismbién como a red eléctriizadas a nivel

una red púbica como paragua, sistema

ñal y vehículosstemas se los y sin acumu

n es el que tiar la energía polar. Mientrasdispone de bat

irradiación sorriente continriente y/o al m2.

IEEE

of the tems

ión [7]. Estoovoltaico, un ie medición aliza en la Fig

voltaico conectado

én son utilizadergía generada

a [8]. Generación D

de generaciónredes de distr

o. La potencia generadores

slados Stand alone

ca de distribresidencial en

blica debido rques y carretas de telecoms espaciales [1puede disting

ulación. El sisiene un grupopara ser conss que el sistemterías y solo f

solar. Ambos nua, corrientemismo tiempo

Effici

os se encueninversor, sisteunidirecciona

g. 1.

o a la red con sus

dos para centra es inyectada

Distribuida qun eléctrica quribución, ubicaa de estos siste

tradicionales

e, no tiene bución [1]. n zonas ruralea los costos

teras, en sistemunicaciones 11]. guir entre sistestema fotovolto de baterías sumida cuandoma fotovoltaicofunciona en el

sistemas puee alterna o eno [7], el detall

iency

ntran emas al o

rales a a la

ue se ue se ados emas

[9],

una Son

es en , en

emas para

emas taico que

o no o sin l día eden n los le se

2580 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

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Fi

quapmcaqupopaenquaiaycá

exfamfodeemce

teMde15

decoelci

igura 2. Esquema

II. EFICIENC

El recurso sue la conversprovechamien

máxima transfearga. La eficieue está constrolicristalino) oara alcanzar en las caracteríue conforman islado o conyudados de álculo para cad

1) Panel f

La eficienci

xternos comoabricado entre

modificando lotovoltaicas. Le radiación smbargo; dismelda [12].

La radiaciónerrestre tiene

MWh/cm2. Un e 15%. Por lo 5 MWh/cm2 d

Mediante lael panel fotovomportamientoléctricos, básiircuito y del vo

a de un sistema fo

CIA EN LOS COFOTOV

solar se lo ensión fotovolta

nto solar, cuyaerencia de eneencia no solo ruido el panelo en el diseñel punto de msticas técnicasun sistema de

ectado a unamodelos matda caso.

fotovoltaico

ia de un panelo es la tempe otros, quielas caracterísLa eficiencia asolar y el tam

minuye linealm

n solar provee una energ

valor típico dtanto, una cel

de energía eléca ecuación (1)voltaico [14], po de una cicamente en foltaje de circu

otovoltaico aislado

OMPONNETES DVOLTAICOS

ncuentra en todaica es una

a consigna se cergía desde else centra en e

l fotovoltaico ño de un sistemáximo de pots en cada uno e generación fa red de distemáticos y c

l fotovoltaico peratura, el

enes generan sticas eléctricaumenta lineamaño de la mente con la

niente del solgía aproximade la eficiencialda solar puedctrica [13]. , se define el parte de la ecucélula solar función de la

uito abierto, ve

o con sus compon

DE LOS SISTEM

do el planeta de las manercentra en perml generador hel tipo de tecn(monocristali

ema de rastreotencia, sino tade los compo

fotovoltaica sestribución elé

con herramien

depende de fatipo de tecnpérdidas elé

cas de las almente con ecelda o pane

a temperatura

l sobre la supadamente dea de la conversde proporciona

modelo matemuación que dey sus parám

a corriente deer Fig. 3.

nentes.

MAS

por lo ras de

mitir la acia la

nología ino y/o o solar ambién onentes ea este éctrica, ntas de

actores nología éctricas

celdas el nivel el, sin

de la

perficie e 100 sión es ar unos

mático efine el metros

e corto

Figur

M

DIII

TAσ

qRRmVNN

L

fotoduralos p

Edía asocciclotempútil Tamde adescreacresiscaíd

ra 3. Circuito equ

Matemáticamen

=I

Donde: I = IntensidaIL = IntensidaI0 = Intensid

saturacióT = TemperatA = Factor deσB = Constan

(J/K). q = Carga delRs = ResistencRP = Resistenm = ParámetrV = Voltaje dNs = número dNp = número

2) Sistema d

Las baterías ovoltaicos parante las horas períodos de baEl ciclado se ry en la noch

ciado a periodos junto con peratura ambiy el rendimien

mbién la tempealmacenamiencarga de la bcción químicastencia intern

da del voltaje e

uivalente de un pa

nte se lo expre

expI- INp OL

d de corrientead de corrientedad de corrienón del diodo (Atura (K). e idealidad, eqnte de Boltzm

l electrón equicia serie (Ω).

ncia paralelo (Ωro adimensionde salida (V). de celdas en sede celdas en p

de acumulación

se acoplan ra almacenar de radiación paja o nula radirefiere a la cahe respectivamdos de baja inotros paráme

iente, la corriento de la batereratura del elento y la eficibatería, dondea, produciendna de la bateelevado, ver F

anel fotovoltaico.

esa de la sigui

( )

+pTAN

IRVq

BS

S

σ

de salida (A)e fotogeneradante de oscuridA).

quivale a 1,6. mann equivalen

ivale a 1.602x

Ω). nal que vale en

erie. paralelo.

n

muy bien la energía e

para posteriormiación solar. arga-descarga mente. El ciclncidencia de retros de operaente, etc., inciría [15]. ectrolito influyiencia del proe a baja tempdo un aumenría y como cig. 4 [16]-[18]

ente manera:

1

. a (A). dad o inversa

nte a 1.381x10

10-19 (C).

ntre 0 y 1.

a los sisteeléctrica genemente utilizarl

de la batería elo estacional radiación. Amación como eiden sobre la

ye en la capacoceso de cargperatura retrasnto brusco deconsecuencia ].

(1)

a de

0-23

emas erada la en

en el está

mbos es la vida

cidad ga y sa la e la una

SALAZAR DÍAS AND CARRIÓN : CHARACTERIZATION AND MODELING OF THE 2581

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Fi

co

fobaautiprediPWqufo

infosuvoap

Fi

co

igura 4. Circuito Mediante la

omportamiento

Donde: SOCm = EnȠS = NumerRo = ResisteQ = Capaci i = Intensid 3) Regulad La función p

otovoltaico es atería, evitanumentado el tpos de regulaeguladores coniferencia es laWM va a extue un reguladootovoltaicos pa

El reguladonterruptores goorma, que supupere la tensióoltaje de la baprecia en la Fi

igura 5. Represent Mediante las

omportamiento

equivalente de la

as ecuacioneso de un sistem

=SOC

nergía máximaro de celdas enencia interna dad o carga re

dad de corrient

dor

principal del rel de realizar

ndo así la stiempo de vidadores de carn seguimientoa pérdida de retraer menos eor MPPT, por ara sacar la mior se lo puobernados porone la descon

ón Vmax y la datería descienig. 5 [20].

tación esquemátic

s ecuaciones o del regulado

Batería.

s (2) y (3) sema de almacen

mSOCSOC=

−=

CQ1

a de la batería n serie de 2V. de la batería, p

eal de la bateríte de la batería

regulador de cun proceso óp

sobrecarga y da útil de la brga: los regul de potencia mendimiento, es

energía de un lo cual se nec

isma energía [uede represenr una lógica denexión del pandesconexión d

nda por debajo

ca del regulador d

(4) y (5) seor de carga en

e puede modamiento [17].

(Wh).

pérdidas (Ω). ía (Ah). a (A).

carga en un sptimo de carg

la sobredesbatería. Existeladores PWMmáxima (MPPs decir un regcampo fotovo

cesitan más m[19]. ntar mediante desconexiónnel cuando la bde la carga cuao de Vmin co

de carga en serie.

e puede modeserie [16].

elar el

(2)

(3)

sistema a de la scarga, en dos

M y los PT). La gulador oltaico

módulos

te dos n de tal batería ando el omo se

elar el

Lvaloentrgeneequipor en lel func

Ade leficipoteconsvariactu

DȠPPNKE

entrque reprcoefautode cond

Cun pmaneficiindedebiesta

Psistecommedla UAgo

rel

rel

4) Inversor

La eficiencia enor que nos inrada) se converal se considipos, las depela conmutacióas líneas, etc. mismo inve

cionamiento dAmbos tipos dla eficiencia diencia del inencia del sistsuma en AC, a con la poten

ual de los inver

=

NO

CA

inv

PP

η

Donde: Ƞinv = Eficien

CA = PotencNOM = Poten

K0, K1, K2= CEn otras palabrre la potencia

se producen resentadas poficientes indicoconsumo del

conmutación ductores, resis

Como caracterípunto de seguintener la operiencia posiblependencia de ido al día (m

acionales (vera

IIara poder cuaemas fotovolta

mportamiento diciones efectuUniversidad Posto del 2014.

desconexió

conexiónlay ....1

...2desconexióconexiónlay

n el inversor, ndica cuánta vierte en alteeran dos tipos

endientes de laón de los intey las de tipo

ersor que de sus circuitosde pérdidas code un inversonversor es ditema, es decmayor será la

ncia de entradarsores del 93%

++ 10

OM

A KK

ncia del inversia de salida dencia nominal d

Constantes de ras, el rendimide salida y laen el invers

or un polincan la porcióninversor (k0)

que emplestencias, bobinística de los iimiento de máración del sistle, con lo las condicion

mañana-medioano-invierno) [

II. ANÁLISIS D

antificar y moaicos es necessolar, la cua

uadas en la ciuPolitécnica Sa

Para las med

≥≤

pbateria

pbateria

VVVV

n.......................

≤≥

.......................

VcVVcV

n bateria

bateria

con la ecuacienergía conti

erna (potencias de pérdidas ea potencia de erruptores de pindependientesiempre cons.

onforman la cuor donde se cirectamente pcir; a mayor a eficiencia da con un rendi% y 95% [22]

+ 21

NOM

CA

NOM

CA

KPP

PP

or. el inversor (Wdel inversor (Wajuste de la cu

iento se evalúaa suma de estasor. Estas pérnomio de 2dn de energía p, a los disposi

ea el mismonas, etc. que loinversores se áxima potencitema fotovoltcual se lleg

nes de entrada odía-tarde) y [23].

DE RESULTADO

delar el compario tener una

al fue obtenidudad de Quitoalesiana; a p

diciones de la

panel

panel

minc

c seg

ión (6) [21], einua (potenciaa de salida).eléctricas en eentrada, caus

potencia, pérdes, producidasnsumirá por

urva caracteríscomprueba quproporcional a

potencia quedel inversor y imiento energé.

2

NOM

CA

PP

W). W). urva de eficiena como la relaa con las pérdrdidas puedendo orden cuperdida debiditivos electróno (k1) y a o componen (ktiene que poia, la cual ayutaico en la mga a tener que pueden vaa las variacio

OS portamiento dea base de datosda por medioo en el campupartir del mes

radiación sola

(4)

(5)

es un a de En

estos adas

didas s por

el

stica ue la a la e se esta

ético

(6)

ncia. ación didas n ser uyos

do al nicos

los k2). seen

uda a mayor

una ariar ones

e los s del o de us de s de ar se

2582 IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 13, NO. 8, AUG. 2015

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uspidi

Sein

m

Fi

Fi.

mdeca

vspococodico

desu

só una estaciranómetros cifusa; así como

Esta base decretaría del

nformación obUsando esta

matemáticos co

igura 6. Modelo d

igura 7. Modelo d

Conceptualmmás eficientes e seguir la ruantidad de ene

En las figuras Tiempo y votencia de somparación a onectado a laistintos valoreonforma el sis

La respuestaependerá direcu vez depende

ción meteorolclase II para o otros parám

de datos fue ambiente p

btenida por losinformación son la ayuda d

del Sistema fotovo

del Sistema fotovo

mente, los sistque los sistem

uta del sol y cergía solar inci

as 8 y 9 se tienvs la Radiacisalida del sila potencia d

a red, es de es de rendimtema.

a o cantidad dctamente de le de la tecnolo

lógica, en lamedir radiac

metros meterolócontrastada c

para verificar piranómetros

se procedió a lde la platafor

oltaico Aislado.

oltaico Conectado

emas de segu

mas fijos, debcon ello la capidente en irrad

ne relación de sión Solar, doistema fotov

de salida del simenor valor;

mientos de cad

de energía enta eficiencia dogía con que

a cual se inción solar dirógicos. con los datos

la calidad s instalados. levantar los mrma de Simul

o a la Red

uimiento del sido a su posibptura de una

diación solar.

salida de la Poonde el valor voltaico aisladistemas fotov; esto debidoda componen

tregada por eldel mismo, lo

fue construid

ncluyen recta y

de la de la

modelos link de

Matcomfoto

Emodconefuer

sol son bilidad mayor

otencia de la

do en oltaico a los

nte que

l panel cual a

do y de

las c

Figurdía.

tlab para mportamiento ovoltaicos. En las figuras delos para loectados a la rron creados y s

condiciones cl

ra 8. Curva de la P

poder realen cuanto a

6 y 7 se puos sistemas fored (SFCR) rsimulados en l

limáticas prop

Potencia de salida

izar una a eficiencia

uede apreciar otovoltaicos arespectivamenla plataforma

pias de la zona

a del SFA vs la R

simulación de los siste

cada uno deaislados (SFAte, estos modde Simulink.

a.

Radiación Solar en

del emas

e los A) y delos

n el

SALAZAR DÍAS AND CARRIÓN : CHARACTERIZATION AND MODELING OF THE 2583

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el

sora

sipo

sofodeenreel

prdesi

Fi

re

Figura 9. Curva día.

Los colores olar, mientras adiación solar.

Los valores istema fotovolotencia en rela

Así el panelolar en corrieotoeléctrico, pependiendo dncuentra el eacciones químléctrica con un

Por otra partresentan valore potencia en istema en gene

igura 10. Eficienc

Los diferentealizar medic

Panel MonocristalinPanel Policr

Bateriabatería alca

0

1120

60

80

90

100

Porc

enta

je %

de la Potencia de

oscuros de lque los colore

. de potencia dltaico presentaación a la potel fotovoltaico ente y voltajepresenta una edel tipo de sistema de

micas convierna eficiencia bte los conducres altos de efsu salida, con

eral, ver Fig. 1

cia en los compon

tes valores deiones de las

noristalino

a ácido-plomoalina-níquel-cadmio

Bateria de GelRegu

e salida del SFCR

la gráfica indes claros demu

de salida de caan una disminencia que esta

luego de coe continuo poficiencia muymaterial fabacumulación,

rte la energía baja. ctores, el reguficiencia, es d

n lo que no afe10.

nentes del Sistema

e eficiencia fpérdidas en

lulador

InversorConductores

R vs la Radiación S

dican baja radmuestran media

ada componennución o pérdingresa.

onvertir la rador medio del y baja de convricado, segui, el cual poquímica en e

ulador y el invdecir pocas péecta en gran p

a Fotovoltaico.

fueron obtenin cada uno d

Solar en

diación a y alta

nte del dida de

diación efecto

versión ido se or las energía

versor, érdidas parte al

idos al de los

elemO

sistesisteecua

DónȠSFAȠSFC

Eeficiparasisteapro

Figur

Lde ccaradisenecemom

Ecomóptitécnfoto

Lformofreprimel coaños

Les etiemsisteañosútil

mentos que conObtenidas las eema fotovoltaema fotovoltaiaciones (7) y (

PANSFA ηη =SFCRη

nde: A = EficienciaCR = Eficienci

En la Fig. 11 iencia valorada el sistema foema conectadoximadamente

ra 11. Comparaci

La vida útil decada uno de acterísticas téceñados correctesarios son amento de medi

En la Fig. 12 mponentes del

mas condicionicas de cadovoltaico. Las células fotma progresivaecen una garanmeros 12 años,omponente cos [24].

Los sistemas del componentempo de vida esema fotovoltas según el tipopuede exten

S

0

7

10

Porc

enta

je %

nforman los sieficiencias paraico, se puedico aislado y c(8) respectivam

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Figura 12. Vida útil promedio de los componentes de los Sistemas Fotovoltaicos.

En el mercado existen diversas marcas y tipos de reguladores de carga e inversores con una vida útil entre 15 a 30 años, donde el primero permite la desconexión automática de la batería cuando el nivel de carga de ésta ha descendido a valores peligrosos. Generalmente, el regulador de carga es uno de los elementos más confiables de todo sistema fotovoltaico, siempre y cuando se dimensione e instale correctamente. Los inversores pueden combinarse con una amplia gama de los más variados componentes para la monitorización de las instalaciones fotovoltaicas y generación de una forma de onda sinusoidal pura [26], [27].

El grado de utilización de la capacidad que tienen estas

fuentes de energia renovables son muy bajas en comparacion de otras fuentes no renovables, siendo del 13 por ciento para el Sistema aislado y de 19 por ciento para el Sistema conectado a la red, ver Fig 13.

El factor de planta, es un indicador para medir el

rendimiento de una planta de generación eléctrica. Es comparar la producción real con la cantidad que se habría producido si hubiese funcionado a capacidad nominal durante un período dado de tiempo [28], [29].

Los factores de carga pueden variar dependiendo del tipo de

combustible que se utiliza o el diseño de la planta. La potencia de salida continua generada por sistema fotovoltaico depende linealmente de la irradiación solar, excepto cuando el rango irradiación es bajo. Sin embargo, la eficiencia de conversión del generador fotovoltaico no depende en gran medida de la irradiación, sino de la temperatura de superficie de los módulos [30].

Figura 13. Comparación del Factor de Planta entre los Sistemas Fotovoltaicos.

IV. CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS En la presente investigación se realizó un análisis

comparativo entre las eficiencias de los diferentes sistemas de generación solar fotovoltaica desde el punto de vista teórico. Basado en ello se efectuaron diversas simulaciones de los diferentes modelos matemáticos encontrados para cada uno de los elementos.

Como resultado de las simulaciones de los diferentes modelamientos matemáticos se determinó que el sistema fotovoltaico aislado (SFA) tiene un eficiencia inferior en comparación al sistema fotovoltaico conectado a la red (SFCR); los cumple con lo revisado en el estado del arte, que mientras más dispositivos tenga un sistema menor será su eficiencia. Como es el caso de los sistemas SFA en los cuales se tiene un sistema de acumulación de energía o baterías junto con el regulador de carga, los cuales generan pérdidas eléctricas que afectan la potencia de salida debido a los diferentes procesos que allí se ejecutan.

Conociendo las diferentes configuraciones que se tienen en los sistemas solares fotovoltaicos se puede llegar a optimizar el uso del recurso solar y del espacio físico que ocupan este tipo de instalaciones, eso sí tomando en consideración que los sistemas SFCR pueden tener una respuesta de potencia a la salida de alrededor del 30 % sobre los sistemas SFA.

Al obtener los valores de eficiencia en cada uno de los componentes del sistema fotovoltaico, se puede apreciar que el de mayor pérdidas tienen los sistemas de almacenamiento conformado por las baterías, esto es debido a las pérdidas por efecto Joule que se da en la conversión química-eléctrica, no obstante las nuevas tecnologías permiten mejorar estos valores de eficiencia aunque sus costos siguen siendo altos a pesar de que la explotación de la energía solar a diferencia de otras tecnologías tienen aspectos positivos como el medioambiental, de confiabilidad, de descentralización los cuales son de interés en el cambio en la matriz energética que el país se encuentra actualmente sumergido.

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