mayo 07, 2024

Una comparación en profundidad de las tecnologías de piranómetros

Las cualidades intrínsecas de los piranómetros de termopila y de células fotovoltaicas

Para comprender sus opciones a la hora de elegir entre un piranómetro de termopila y una célula fotovoltaica, primero aquí hay una introducción rápida.

El piranómetro de termopila clásico utiliza dos series de termopares para medir la diferencia de temperatura entre la serie expuesta al sol y la de la sombra.
Esto proporciona mediciones extremadamente lineales en una banda muy amplia del espectro solar, lo que lo convierte en un instrumento de medición ideal para estaciones meteorológicas.

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Por otro lado, un piranómetro fotovoltaico se basa en una célula fotovoltaica y, por lo tanto, es más adecuado para monitorear con precisión el rendimiento de un sistema fotovoltaico.
Esto se debe a dos razones:

-> Los piranómetros fotovoltaicos miden la misma banda del espectro solar que un módulo fotovoltaico puede convertir en energía eléctrica.
Por el contrario, la banda de amplio espectro medida por un piranómetro de termopila no puede ser convertida en energía por una célula de silicio cristalino.

-> La superficie de captación es plana, como la de un módulo fotovoltaico (e incluso puede utilizar el vidrio del módulo fotovoltaico).
Un piranómetro de termopila, por otro lado, tiene una superficie semiesférica para capturar la luz.

El único factor a favor de los piranómetros de termopila sería su baja deriva instrumental [1].
Sin embargo, hoy en día, cualquier piranómetro de célula fotovoltaica de buena calidad utiliza células tratadas para garantizar niveles similares de deriva instrumental, incluso durante largos períodos de tiempo.

Gráfico A: espectro de lectura de un piranómetro de termopila (área amarilla).

Gráfico B: espectro de lectura de un piranómetro de célula fotovoltaica (zona amarilla), correspondiente al espectro que un módulo fotovoltaico puede convertir en energía.

PVOLTAICA Y PIRANÓMETRO DE CÉLULA FOTOVOLTAICA: LA COMBINACIÓN IDEAL

Básicamente, un piranómetro de célula fotovoltaica permite una mayor precisión en el cálculo del rendimiento de un sistema fotovoltaico por el simple hecho de que, al comportarse como un módulo fotovoltaico ideal, devuelve el máximo valor energético que se puede producir.

Una lectura más amplia del espectro no solo es inútil, sino que puede afectar la evaluación de la eficiencia de la planta.
Por ejemplo, piense en un visor de infrarrojos que detecte un espectro infrarrojo más amplio: no sería útil ya que no le permitiría ver claramente las formas definidas por el infrarrojo.

También es significativo el hecho de que el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, para caracterizar las células fotovoltaicas y calcular su potencia, utiliza como referencia un sensor de células fotovoltaicas desarrollado según los estándares internacionales World PV Scale (WPVS).

El Estándar Mundial de Escala Fotovoltaica (WPVS) es un estándar reconocido internacionalmente para la calibración de células de referencia utilizadas en la caracterización de células y módulos solares.
Estas células se utilizan para calibrar los sensores de irradiación que contienen células fotovoltaicas.
Tenga en cuenta que para cumplir con la norma WPVS y la norma IEC 60904-2, las celdas contenidas en los sensores de irradiación deben cumplir con una amplia gama de criterios ópticos, eléctricos y físicos y estar calibradas de acuerdo con la norma internacional IEC 60904-2.

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