Análisis del tiempo y recurso solar
La temperatura y la insolación determinan en gran medida la producción de energía de la fuente FV. La temperatura afecta el rendimiento de todos los componentes de un sistema FV autónomo, en casi todos los casos de manera negativa. Al diseñar un sistema FV autónomo, las condiciones bajo las cuales funcionará un sistema se tendrán en cuenta en el diseño para asegurarse de que el sistema aún pueda suministrar energía cuando sea necesario, incluso en las peores condiciones climáticas y de recursos solares.
La información sobre el clima y los recursos solares de una ubicación es más precisa cuando se obtiene de una estación meteorológica cercana que tiene muchos años de datos registrados que se pueden analizar a nivel de días. El clima y los recursos solares pueden variar significativamente de un año a otro y, en el caso del diseño de un sistema FV autónomo, los meses con el peor clima son los más importantes. Los datos meteorológicos y de recursos solares están fácilmente disponibles en el internet, aunque hay copias impresas de esta información para algunos lugares. Rara vez hay datos meteorológicos locales y de recursos solares para ubicaciones remotas donde tienden a instalarse sistemas FV autónomos, lo que significa que la información debe utilizarse del sitio más cercano, que puede estar bastante lejos, o puede obtenerse de una organización que proporcione estimaciones basadas en modelos informáticos. No existe una fuente única y definitiva de información que cubra todo el mundo y esté disponible en muchos idiomas, aunque hay algunos recursos que alcanzan esta idea. Estos se explorarán a continuación.
Hay recursos adicionales disponibles, consulte - Recursos y las páginas dedicadas a países específicos.
Temperatura
Hay varios valores importantes que deben determinarse para poder diseñar un sistema FV correctamente:
Temperatura ambiente máxima
Para los procesos dedimensionamiento y selección de la fuente FV y controlador de carga, dimensionamiento y selección de cables, protección contra sobrecorrientes y medios de desconexión y dimensionamiento y selección del sistema de almacenamiento de energía es necesario tener un valor máximo de temperatura ambiente en °C al que es probable que estén expuestos estos componentes. No es necesario utilizar la temperatura más alta de todos los tiempos; el valor más alto durante un período de varios años será suficiente. Se puede utilizar la temperatura más alta registrada, pero puede resultar en un sobredimensionamiento innecesario de algunos componentes del sistema.
Temperatura ambiente mínima
Para el proceso de dimensionamiento y selección de la fuente FV y controlador de carga es necesario tener un valor mínimo de temperatura ambiente en °C a la que es probable que estos componentes estén expuestos. No es necesario utilizar la temperatura más baja de todos los tiempos; el valor más bajo durante un período de varios años será suficiente. Se puede utilizar la temperatura más baja registrada, pero es poco probable que los módulos FV puedan ser expuestos a esta temperatura y a la luz solar al mismo tiempo porque los tiempos mas bajos suelen ocurrir antes que la madrugada.
Temperatura interior máxima
Para el proceso de dimensionamiento y selección de cables, protección contra sobrecorrientes y medios de desconexión es necesario tener una temperatura interior máxima en °C para el lugar donde se colocará el sistema. Esta tendrá que ser una estimación hecho por el diseñador del sistema.
Temperatura ambiente mínima
Para el proceso de dimensionamiento y selección del sistema de almacenamiento de energía es necesario tener una temperatura interior mínima en °C para el lugar donde se colocará el sistema. Esto tendrá que ser una estimación hecho por el diseñador que dependerá de la protección que tengan las baterías contra bajas temperaturas. Incluso si las baterías están en un espacio sin calefacción, es poco probable que experimenten la temperatura ambiente mínima porque tienen una masa térmica muy alta que resiste los cambios de temperatura.
Obteniendo datos sobre el recurso solar
There are tres recommended resources for obtaining weather data for sites:
PVGIS
- European Union - Photovoltaic Geographical Information System Un modelador de producción, una herramienta de diseño de sistemas y una fuente de datos meteorológicos gratuitos y muy detallados que funciona en la mayoría de las ubicaciones a nivel mundial. También disponible enespañol, francés, and italiano.
(1) Seleccione el idioma (2) Seleccionar el tipo de datos - "TMY" (año meteorológico típico). (3) Seleccione la ubicación usando un nombre, coordenadas GPS o haciendo doble clic sobre un lugar en el mapa. (4) Seleccione el período: se recomienda el más reciente. (5) Seleccione "Temperatura de bulbo seco". (6) Haga clic en "Ver!" para ver los datos. (7) Para obtener información más detallada, haga clic en ".csv" para exportarlo como una hoja de cálculo.
(8) Determine la temperatura ambiente mínima utilizando el mouse para ubicar la temperatura más baja o una de las más bajas en el gráfico. (9) Determine la temperatura ambiente máxima utilizando el mouse para ubicar la temperatura más alta o una de las más altas en el gráfico.
NASA Power Data Viewer
NASA - Power Data Viewer Un recurso meteorológico y de irradiancia global detallado proporcionado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) que proporciona datos a nivel mundial. Es capaz de exportar conjuntos de datos y crear mapas únicos. Solo está disponible en ingles.
(1) Seleccione "Daily". (2) Seleccione la ubicación en el mapa haciendo clic en el marcador (en rojo) o ingresando las coordenadas GPS (3) Seleccione el período de tiempo - a un período largo que sea reciente es ideal (4) Seleccione el tipo de salida de datos (solo es importante si desea descargar los datos) "ASCII" es un documento de texto estándar, "CSV" es una hoja de cálculo.
(5) Seleccione Minimum and Maximum Temperature at 2 meters under Meteorology (Temperature). (6) Haga clic en "Submit"
(7) Seleccione "Maximum Temperature at 2 meters." (8) Este gráfico muestra la temperatura máxima diaria durante el período de tiempo seleccionado. Se ha agregado la línea roja para dar emphasis. (9) Este gráfico muestra la frecuencia de varias temperaturas máximas diarias durante el período de tiempo seleccionado. También se debe elegir un valor máximo de temperatura ambiente de este gráfico.
(9) Seleccione "Minimum Temperature at 2 meters." (10) Este gráfico muestra la temperatura máxima diaria durante el período de tiempo seleccionado. Se ha agregado la línea roja para dar emphasis. (9) Este gráfico muestra la frecuencia de varias temperaturas máximas diarias durante el período de tiempo seleccionado. También se debe elegir un valor mínimo de temperatura ambiente de este gráfico.
El recurso solar
For the purpose of PV system design, the solar resource for a given location is expressed as insolation in kWh/m². The insolation value for a location will vary each day throughout the year. For the purpose of sizing the PV source for an off-grid PV system the most relevant value is the monthly average insolation value for a location as compared to the monthly average energy requirement - this process is covered in the load and solar resource comparison. This value will be used to size the PV source to ensure that system can generate enough energy to meet the demands for all loads and to recharge the battery bank during periods of poor weather. It is very important to use a conservative insolation value for PV array sizing calculations.
For determining the days of autonomy for a PV system it can be worthwhile to look at data that is even more detailed than monthly averages. There may be weeks in place like the Amazon rainforest, where it rains continuously for a week straight and the solar resource is very minimal. A system in a location like this may require a larger PV source, additional storage, or another form of power generation.
Obtaining solar resource data
There are many different sources of solar resource data available - see Resources and the pages dedicated to specific countries. The most accurate measure of the solar resource in a given area is Global Horizontal Irradiance (GHI) that has been adjusted for the tilt and azimuth of the PV source. There are two good resources that for obtaining this particular data:
PVGIS
European Union - Photovoltaic Geographical Information System A free and very detailed production modeling, system design tool and source for weather data that works in most locations globally. Also available in Spanish, French, and Italian.
(1) Select language (2) Select type of data - "Monthly Data". (3) Select location the using a name, GPS coordinates, or double-clicking. (4) and (5) Select start and end year - the longer period of time the better. (6) Select "Global irradiation at angle:" and enter the intended tilt angle of the PV source. (7) Click "Visualize results." (8) For more detailed information, click ".csv" to export it as a spreadsheet.
(9) Navigate the graph using your mouse to determine the solar resource values. Use the values for each month when performing a load and solar resource comparison.
PVWatts
- National Renewable Energy Laboratories - PVWatts Calculator A free production modeling and system design tool from the National Renewable Energy Labs (NREL) that works in many areas around the world. Only available in English.
(1) Enter a location. (2) Click on "Go!"
(3) Make sure that there is a data source near the location.
(4) Verify that the location/data source are correct. (5) Click on "Go to system info."
(6) Input 1kW system size. This will make PVWatts output the correct values for system design. (7) Leave as "Standard." (8) Leave as "Fixed (open rack)." (9) Set to "0" as system losses will be accounted for elsewhere. (10) Set to the desired tilt. (11) Set to the desired azimuth. (12) Click on "Go to PVWatts results."
(13) The average monthly insolation values - in red - can be used for the load and solar resource comparison. The lowest monthly value is always of particular interest.
Notes/referneces
- ↑ World Bank - Global Solar Atlas https://globalsolaratlas.info/map
