Definición del PR en fotovoltaica
El Performance Ratio (PR) es un indicador fundamental para evaluar qué tan bien está funcionando una planta fotovoltaica (PV).
Expresa la relación entre la energía que el sistema entrega realmente y la energía que debería producir en función de la irradiancia solar. En otras palabras, el PR muestra qué tan cerca está el rendimiento real del sistema de su rendimiento teórico.
El monitoreo del Performance Ratio (PR) es crucial para optimizar la eficiencia y la producción energética de una planta fotovoltaica. Sin un seguimiento constante, incluso pequeñas caídas en la producción pueden pasar desapercibidas, lo que conlleva pérdidas de energía evitables y perjuicios financieros.
El PR actúa como un indicador clave de desempeño (KPI), ya que ayuda a los operadores a identificar posibles problemas como suciedad en los módulos, degradación de los equipos o fallos de componentes antes de que se agraven. Al evaluar el PR de forma regular, los operadores pueden:
De hecho, muchos contratos de inversión y acuerdos de Operación y Mantenimiento (O&M) se basan en métricas de PR. Si el rendimiento de un sistema fotovoltaico cae por debajo del umbral de PR acordado, el proveedor de O&M suele enfrentarse a penalizaciones. Por el contrario, si el sistema supera el PR esperado, el equipo de O&M puede recibir incentivos. Esto crea una estructura clara de incentivos basada en el desempeño que beneficia tanto al inversor como al equipo de O&M.
El seguimiento regular del PR no se trata solo de monitorear: se trata de maximizar el rendimiento, minimizar los riesgos y proteger la inversión.
El PR puede determinarse mediante un cálculo sencillo, expresado mediante la siguiente fórmula:
Definición según la norma IEC 61724-1
La Energía Esperada representa la energía teórica que la planta debería producir bajo las condiciones ambientales medidas. Este valor se calcula normalmente utilizando la irradiancia solar recibida por la planta fotovoltaica junto con las especificaciones del sistema.
La norma IEC 61724-1 describe cómo medir el rendimiento de un sistema fotovoltaico. En este marco, el Performance Ratio Tradicional (PR) muestra cómo las diferentes pérdidas del sistema afectan a la producción final de energía de la planta. Se calcula como la relación entre el rendimiento final (Yf) y el rendimiento de referencia (Yr).
Eout: Energía generada por el sistema fotovoltaico (AC) kWhkWhkWh
P₀: Potencia nominal instalada (DC) del sistema fotovoltaico kWpkWpkWp
Hᵢ: Irradiancia en el plano del generador (Plane of Array) kWh/m2kWh/m²kWh/m2
Gᵢ,ref: Irradiancia de referencia (normalmente 1000 W/m²)
Al desarrollar la fórmula anterior, se obtiene:
Pout,k: Potencia de salida en AC de la planta fotovoltaica en el intervalo de tiempo k kWkWkW
τk: Duración del intervalo de tiempo k hhh
Gi,k: Irradiancia en el plano del generador medida en el intervalo k W/m2W/m²W/m2
∑k: Sumatoria sobre todos los intervalos de tiempo del período de reporte
Sin embargo, este enfoque no tiene en cuenta el efecto de la temperatura del generador, lo que a menudo conduce a variaciones estacionales en los resultados de rendimiento. El Performance Ratio (PR) se corrige por temperatura porque la eficiencia de los módulos fotovoltaicos disminuye a medida que aumenta su temperatura, lo que reduce de forma natural la producción de energía incluso cuando el sistema funciona correctamente.
La corrección por temperatura permite una comparación justa del rendimiento bajo diferentes condiciones climáticas y a lo largo del tiempo, ayudando a distinguir entre problemas reales del sistema como fallos de componentes o suciedad y efectos ambientales normales. Al tener en cuenta la temperatura, el PR refleja el rendimiento técnico real de la planta fotovoltaica, proporcionando una medida de eficiencia más precisa y consistente.
Para eliminar estas variaciones, se puede calcular un PR corregido por temperatura:
PR’ STC = (Eout / Ck P0) / (Hi / Gi,ref )
with :
Ck = 1 + γ × (Tmod,k – Treference)
Usar 25 °C como Tref da lugar al PR_STC.
El término Ck corrige la diferencia entre la temperatura real del generador y la temperatura en Condiciones Estándar de Ensayo (STC) utilizada para la clasificación de potencia. El valor de γ suele ser negativo y del orden de −0,3 %/K.
Entender el Performance Ratio (PR) de una planta fotovoltaica es tan importante como calcularlo. Por lo general, un PR superior al 79 % indica que el sistema está funcionando de manera eficiente, mientras que un PR significativamente más bajo sugiere la existencia de posibles problemas que deben investigarse. En algunos casos, puede observarse un PR superior al 100 %, lo que suele deberse a una configuración incorrecta o insuficiente de los sensores.
Consejo 1:
En los cálculos anuales del PR, la corrección por temperatura generalmente puede omitirse, ya que los efectos de la temperatura tienden a compensarse a lo largo del año. Las altas temperaturas reducen la eficiencia de los módulos en ciertos periodos, mientras que las bajas temperaturas la incrementan en otros.
Consejo 2:
A diferencia del enfoque de utilizar siempre un monitoreo continuo para la evaluación de sistemas fotovoltaicos, los análisis de Due Diligence requieren que el Performance Ratio (PR) se calcule en intervalos de 15 minutos y en tres series. Esta evaluación a corto intervalo debe realizarse bajo condiciones de baja, media y alta irradiancia para obtener una valoración más precisa y realista del rendimiento de la planta fotovoltaica durante su operación activa.
