Investigadores de la Universidad Hassan II (Marruecos) han creado una nueva metodología para la monitorización continua de la durabilidad y fiabilidad de los inversores fotovoltaicos en escenarios de clima semiárido, donde la tasa anual de fallos es considerable.
El enfoque propuesto consiste en comparar la potencia medida con la potencia operativa normal prevista de los sistemas fotovoltaicos.
Su análisis se llevó a cabo en tres sistemas fotovoltaicos diferentes orientados al sur, con capacidades de 7,2 kW, 16,5 kW y 22,2 kW, en el Green Energy Park, una plataforma de pruebas, investigación e innovación en energías solares y renovables en Ben Guerir, en el centro de Marruecos. El primer sistema se basaba en módulos de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), mientras que las otras dos instalaciones utilizaban tecnologías de módulos fotovoltaicos monocristalinos no especificados, y todos los sistemas estaban conectados a inversores supervisados a través de una unidad de monitorización de cadenas fotovoltaicas.
La instalación de pruebas al aire libre utiliza un sistema de adquisición de datos que registra parámetros eléctricos como la potencia de CA y CC, la corriente, el voltaje y la frecuencia, con registradores de datos interconectados a cada sistema y un tiempo de muestreo de dos minutos. El conjunto de datos del estudio incluye datos desde enero de 2018 hasta agosto de 2023
Para su evaluación, los investigadores analizaron tres modelos de inversores con el objetivo de identificar cuál de ellos refleja con mayor precisión la potencia de salida de CA medida del inversor: el modelo de rendimiento de los paneles fotovoltaicos Sandia desarrollado por los Laboratorios Nacionales Sandia del Departamento de Energía de EE. UU.; PVWatts, que es una popular aplicación web para estimar la producción de energía de un sistema fotovoltaico (PV) conectado a la red desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL); y Driesse, que también se desarrolló en Sandia.
El análisis reveló que el modelo de rendimiento de los paneles fotovoltaicos de Sandia mostró el error cuadrático medio (RMSE) más bajo, lo que implica que los errores medios de predicción también fueron más bajos, según los investigadores. «Además, el coeficiente de determinación del modelo Sandia (R2) fue excesivamente alta, acercándose a 1, lo que indica una correlación robusta con la potencia de CA medida», explicaron además. «En general, este análisis comparativo muestra inequívocamente que el modelo de Sandia supera a los demás en la previsión del rendimiento de los inversores fotovoltaicos, con medidas de error más bajas y R más alto2 valores».
Las mediciones también mostraron que, durante el período de 5 años, los sistemas de 7,2 kW, 16,5 kW y 22,2 kW tuvieron una caída de eficiencia ponderada de 3,96%, 0,63% y 1,29%, respectivamente. «Estos hallazgos tienen implicaciones para las estrategias de mantenimiento integrales, incluidas las inspecciones periódicas, los protocolos de seguridad y las soluciones de monitoreo remoto», afirmó el grupo de investigación.
El enfoque propuesto se presentó en el estudio «Assessing PV inverter efficiency degradation under semi-arid conditions: A case study in Morocco» (Evaluación de la degradación de la eficiencia de los inversores fotovoltaicos en condiciones semiáridas: un estudio de caso en Marruecos), que se publicó recientemente en Heliyon. «Esta investigación es más adecuada para el análisis de fallas en general», concluyeron los académicos. «Vale la pena explorar estos enfoques para detectar el estrés térmico, el ensuciamiento, la humedad, la corrosión, el estrés eléctrico y el envejecimiento de los componentes».
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