mayo 07, 2024

La importancia de un vidrio fotovoltaico en un sensor de irradiancia – Parte 2

SÍ, el sensor de irradiancia Sunmeter Pro permite calcular el rendimiento de un sistema fotovoltaico con una precisión de medición de alrededor del 2%.

EL VIDRIO FOTOVOLTAICO DEL SUNMETER PRO

En un artículo anterior describimos el vidrio fotovoltaico, una de las características clave de nuestro Sunmeter Pro.
Este vidrio es el vidrio microprismático que ya se utiliza en la fabricación de módulos fotovoltaicos.
También afirmamos que este tipo de vidrio aumenta la producción de energía al absorber más luz solar gracias a su superficie irregular y antirreflectante.
Además, afirmamos que con este tipo de vidrio las mediciones de Performance Ratio (P.R.) de los sistemas fotovoltaicos son más precisas que con el vidrio liso de alta transparencia, por la sencilla razón de que el piranómetro Sunmeter Pro está fabricado con el mismo vidrio que los módulos fotovoltaicos.
Al elegir el mismo vidrio fotovoltaico, la transmisión de fotones se optimiza de manera similar para la producción de electrones.
En este segundo artículo mostraremos los resultados de mediciones reales en campo, proporcionando apoyo cuantitativo a nuestra afirmación.

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Mediciones de irradiancia para 3 Sunmeters Pro en rojo, amarillo y verde (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio fotovoltaico) en comparación con un sensor de la competencia en azul (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio liso) en función del tiempo.

¿PODEMOS DEMOSTRAR QUE EL VIDRIO FOTOVOLTAICO DE SUNMETER PRO ES MEJOR?

En esta pieza de trabajo compararemos el rendimiento de los sensores de irradiancia con vidrio liso de alta transparencia y nuestro sensor de irradiancia con vidrio fotovoltaico.
En primer lugar, nos referimos a las Figuras 1 y 2, en las que el eje X representa la hora (durante las horas de luz) y el eje Y la irradiancia (potencia recibida en un instante determinado en un área determinada) en W/m2.
Nuestro rendimiento de Sunmeter Pro está representado por las trazas rojas, amarillas y verdes; El sensor del competidor se muestra con la línea azul.

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Mediciones de irradiancia para 3 Sunmeters Pro en rojo, amarillo y verde (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio fotovoltaico) en comparación con un sensor de la competencia en azul (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio liso) en función del tiempo.
La ventana de tiempo se ha reducido en comparación con la Figura 1 para eliminar el efecto de las ramas de los árboles que generan sombras.

Podemos observar que, en el área no perturbada de la ventana alrededor de las 12:00, la irradiancia registrada por nuestros sensores es consistentemente similar a la competencia.
En particular (Figura 3), podemos observar que los valores de irradiancia en la ventana de tiempo alrededor de las 12:00 p.m. son similares, las dos trazas se superponen, pero divergen a medida que aumenta el ángulo de incidencia de los rayos solares.

• El sensor de la competencia entre las 13:08 y las 13:20 mide una media un 2,7% menos que el Sunmeter
• El sensor de la competencia entre las 13:30 y las 13:45 mide un promedio un 3% menos que el Sunmeter
• El sensor de la competencia alrededor de las 14:00 mide un promedio un 4% menos que el Sunmeter
• El sensor de la competencia alrededor de 14:20 mide un promedio 4.5% menos que el Sunmeter
• El sensor de la competencia entre las 14:30 y las 15:00 mide un promedio 5.5% menos que el Sunmeter

Además, como el campo no era un «campo ideal» debido a las sombras de las ramas de los árboles por la mañana antes de las 10:10 y luego nuevamente después de las 15:20, hemos realizado una regresión de segundo orden en las curvas roja y azul y las hemos extrapolado a las 16:15 (Figura 4).
Entonces podemos estimar la diferencia entre las dos curvas a las 16:00 que es de 52 W/m2.

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Mediciones de irradiancia para Sunmeter Pro en azul (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio fotovoltaico) en comparación con un sensor de la competencia en rojo (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio liso) en función del tiempo.
La ventana de tiempo se ha reducido en comparación con la Figura 1 para eliminar el efecto de las ramas de los árboles que generan sombras.

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Mediciones de irradiancia para Sunmeter Pro en azul (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio fotovoltaico) en comparación con un sensor de la competencia en rojo (con célula fotovoltaica laminada sobre vidrio liso) en función del tiempo.
La ventana de tiempo se ha reducido en comparación con la Figura 1 para eliminar el efecto de las ramas de los árboles que generan sombras.
Las curvas azul y roja se han interpolado dentro de esta ventana de tiempo y se han extrapolado para obtener valores de irradiancia hasta las 16:00. Aquí también hay un extracto de la tabla de medidas de una ventana de tiempo en las horas centrales del día con todos los sensores incluidos.

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Haga clic en el siguiente enlace para descargar la tabla completa en pdf: Compar_PVGlass-GlossyGlass_250319_093417

CONCLUSIÓN

Al medir el rendimiento de un fondo de inversión en una determinada cartera de acciones y participaciones, el índice de referencia debe pertenecer a la misma cartera de acciones; Del mismo modo, se debe construir un sensor de irradiancia con los mismos materiales que los módulos fotovoltaicos.
Estos módulos generan electricidad, y sus aspectos ópticos y fotónicos son los elementos clave en dicha producción de energía.
En particular, si encapsulamos la célula del sensor de irradiancia con un material reflectante diferente del vidrio fotovoltaico, las mediciones ópticas (fotónicas) resultantes serán diferentes.
¿Podría ser el 3%, el 5%, el 6%…?
A la hora de medir el P.R. de una planta, hay que ser más preciso.
En conclusión, en este artículo hemos observado y descrito que cuando el sol está bajo en el horizonte, la reflectividad de un vidrio no fotovoltaico permitirá que entren menos fotones en la célula sensora, lo que resulta en un valor de irradiancia disminuido.
Como consecuencia, el rendimiento se sobreestimará (el valor de irradiancia está en el denominador en el cálculo de PR).
El error será mayor cuanto más bajo esté el sol en el horizonte, más lejos de la perpendicular sobre el módulo fotovoltaico.

¿CUÁLES SON OTRAS CARACTERÍSTICAS INTERESANTES DE LOS SENSORES DE IRRADIANCIA SUNMETER PRO?

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