Dimensionado del generador fotovoltaico en instalaciones conectadas a la red

[Milo]

Una instalación fotovoltaica se caracteriza por medio de su potencia nominal ( P_n ), que es la suma de las potencias nominales de los inversores, los cuales, establecerán los requisitos del generador, y por tanto, su selección será el punto de partida para el diseño de la instalación.

Una vez escogido el inversor se realiza una primera estimación del número de módulos necesarios (n), según la potencia de estos, para obtener un valor con el que empezar a valorar las posibles opciones de configuración que podría adoptar el generador fotovoltaico.

A continuación se define la topología, según los niveles de tensión se establece el número de módulos en serie ( n_s ), mientras que por los niveles de corriente se establece el número de ramas en paralelo ( n_p ).

Para la definición del número de elementos en serie, debido a que la tensión de salida de los paneles varía con la temperatura, se tiene que para el adecuado rendimiento del inversor, las tensiones suministradas por el generador deben estar dentro de su rango de seguimiento del PMP.

Además, se debe verificar que en condiciones de baja temperatura la suma de tensiones a circuito abierto no supere la tensión máxima de entrada del inversor. Dado que bajo esas condiciones la tensión de salida del generador es máxima, pudiendo ser fatal para el inversor.

Para determinar el rango de tensiones de salida del generador habrá que calcular las temperaturas extremas de operación de los módulos ( T_m ). Para esto se considera que la variación de la temperatura es lineal, siendo función de las temperaturas ambiente ( T_a ) máxima y mínima histórica, y de la máxima irradiancia ( G [W/m²]) esperable .

NOTA: Si el fabricante no proporciona el coeficiente de variación de tensión con la temperatura ( α ), podemos estimarlo conociendo la cantidad de células en serie del panel, ya que para una célula de silicio vale -2,3 mV/ºC.

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Así, finalmente los niveles de tensión vendrán dados por:

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La corriente máxima de entrada limitará el número de ramas en paralelo, y teniendo en cuenta que la corriente de cortocircuito es máxima con la máxima irradiancia, se tiene que:

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Según estándares, debe verificarse que la potencia nominal de la instalación debe ser al menos el 80% de la potencia instalada, potencia que teóricamente podría entregar el generador.

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