¿Sobre dimensionar una instalación es un problema? ¿Cómo puedo mejorar la eficiencia de mi instalación?
El dimensionamiento de plantas fotovoltaicas, tanto hablando en bombeos, autoconsumos e instalaciones aisladas, está tendiendo a un sobre dimensionamiento sin control. Esto deriva en precios cada vez más bajos y alta disponibilidad del producto. Es cierto que es más fácil para cualquier trabajador del sector hacer una dimensión a “cadenas completas” o pensando solamente en las limitantes espaciales, pero ¿es esto realmente un problema? ¿Es lo único que nos afecta? ¿Cómo puedo mejorar la eficiencia de mi instalación?
Tendremos que mirar los siguientes puntos para poder responder de forma íntegra estas preguntas:
Tensión en campo solar
Bueno, primero tendremos que hacer una inmersión concienzuda en nuestro método de dimensión. Tenemos la idea general de que al tener más potencia pico en la parte de fotovoltaica tendremos la posibilidad de generar más energía en alterna, olvidándonos por completo de los factores limitantes del propio inversor.
Hemos de tener en cuenta que tenemos un rango de funcionamiento de los MPPT y un rango de funcionamiento óptimo del mismo. Esto es debido a que, en algunos modelos de inversores, como Huawei, se incluye electrónica de potencia que nos ayuda a tener producción durante más horas al día, siendo estos equipos capaces de generar con menos tensión de la óptima o bien con una sobre tensión. Esto, en condiciones de óptimo dimensionando se traducirá en un aumento de la energía entregada por el sistema, sin embargo, bajo condiciones de máxima ocupación, el inversor no será capaz de entregar el “110%” de producción que nos promete su ficha técnica (hablando de Huawei), ya que su desempeño en tensiones superiores a la óptima da como resultado un peor aprovechamiento y “derating” de potencia.
En conclusión, sabemos que sobre dimensionar el número de paneles en serie significa un aumento proporcional en la tensión de entrada. A medida que sube la potencia (ejemplo de la imagen) tendremos una reducción considerable en el rango de tensión de “máxima eficiencia”; por tanto, podemos decir que al cruzar cierto umbral el añadir paneles no solo no sería beneficioso para la producción del inversor, sino que también limitaría la producción.
Ahora bien, si pensamos en sistemas aislados, la sobre dimensión en estos casos es una fuente de problemas algo más serios, ya que los reguladores suelen ser bastante más sensibles frente a las tensiones de entrada elevadas. Por ejemplo, los reguladores Victron permiten una sobredimensión más abierta en generadores conectados en paralelo para sobre dimensionar, aumentando así la intensidad del sistema. Si bien esto nos permitirá tener más energía disponible en condiciones más adversas (baja radiación, alta temperatura, etc.) habrá que considerar aumentar la inversión no solo en paneles sino también en las protecciones, ya que el aumento de intensidad las demandará para su funcionamiento seguro. Sin embargo, hay escenarios donde se agradece poder sobre dimensionar sin necesidad de agregar más elementos de regulación de entrada.
Un caso interesante es el bombeo solar, donde la sobredimensión termina justificándose, siempre que nos movamos en el rango de funcionamiento seguro del variador. Esto se debe a que la sobredimensión nos dará una mayor cantidad de horas de funcionamiento y eso equivaldrá a más litros de agua entregados en el punto que lo requiere, por tanto, esta sobredimensión puede verse justificada frente al uso de un generador auxiliar y su consumo de combustible.
Sombras en instalación
Sin duda alguna, las sombras son el peor enemigo de la eficiencia en nuestros sistemas. No solo van a detener la producción de las células afectadas, además se polarizan inversamente y cambian su régimen de funcionamiento de “productores de energía” a consumidores, llegando a crear puntos calientes que pueden causar daños físicos permanentes.
Afortunadamente, tenemos sistemas para combatir este problema, desde algoritmos de MPPT diseñados para combatirlos, hasta optimizadores que nos ayudarán a extraer energía de los paneles afectados. Huawei tiene un sistema propio de optimizadores que además pueden ayudarnos en otras labores de mantenimiento (detección de AFCI en el tramo exacto o localización de paneles averiados). Por otro lado, el uso del microinversor también nos ayuda a reducir las pérdidas producidas por sombras.
Sobredimensión, orientación e inclinación
Como vimos en los puntos anteriores, sobredimensionar el sistema sin fijarse en las limitantes tanto de paneles como inversores puede conllevar a un problema; sin embargo, si lo hacemos de manera inteligente podemos aumentar nuestra generación. Pero ¿hasta qué punto es realmente interesante? Dependerá de nuestra situación geográfica y nuestra necesidad energética horaria. Por ejemplo, en España no es muy interesante dimensionar más allá del 20%, ya que el sistema puede captar y transformar un límite, que debido a las condiciones del entorno no se podrá superar.
Teniendo en cuenta lo anterior, podremos ajustar orientación e inclinación para intentar maximizar nuestra producción:
- · La inclinación nos servirá para optimizar producción a lo largo del año.
- · La orientación nos dará una mejor producción al o largo del día.
Por ejemplo, si utilizamos sistemas compensados este y oeste podremos extender nuestro horario de producción, aunque no tendremos la misma cresta en horas solares punta.
Material de la instalación
Un punto que no debemos dejar de lado es la elección de los materiales o equipos que utilizaremos al momento de nuestra instalación. Es importante escoger equipos que sean compatibles con las condiciones de trabajo que se estén solicitando. Además, podemos valernos de las últimas tecnologías para obtener los mejores resultados de generación y eficiencia.
Hay que pensar que la instalación, por ejemplo, de un panel solar tipo n de última generación, como los AIKO, nos dotara de un equipo mejor aislado, con mayor resistencia y menor degradación, así como una mejor eficiencia a la hora de convertir energía.
Por supuesto, todos estos detalles dotarán a la instalación de una producción más elevada y no solo en un primer momento sino a lo largo de su vida útil, entregándonos un mejor PR del sistema.
Lo mismo ocurre con inversores, es importante seleccionar el inversor adecuado. Por ejemplo, Huawei utiliza tecnología de múltiples MPPT de última generación con desarrollo propio de algoritmos que mejoran su trabajo en diferentes situaciones. Otros sistemas como Ingeteam, cuentan con acceso remoto a sus consolas para gestión de su configuración, con sistemas de detección de fallos y resolución en tiempo real para asegurar la máxima disponibilidad de nuestro generador.
En conclusión, una correcta dimensión de un sistema fotovoltaico hace necesaria la atención en diversos parámetros. Está claro que no es solo rellenar strings de inversores con paneles, esta correcta dimensión nos dará, no solo más vida útil, sino también más energía y una instalación con un ROI más asequible.