En el ámbito de los sistemas de energía solar sobre tejado, una cuestión crítica que a menudo se pasa por alto es el impacto de la disposición adecuada en la generación de energía.
Un diseño inadecuado puede provocar importantes pérdidas de energía, pero con un diseño cuidadoso y la comprensión de los principios técnicos clave, estos problemas pueden minimizarse. En este artículo se explica cómo garantizar que su sistema fotovoltaico sobre tejado evite la reducción de potencia debida al diseño de la disposición y a las conexiones de las cadenas fotovoltaicas, centrándose en la evitación de sombras, la conexión de cadenas fotovoltaicas y la adaptación MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia).
1.Comprender el núcleo de la generación eficiente de energía: Seguimiento MPPT
Conceptos básicos de la generación fotovoltaica sobre cubierta
Los paneles solares convierten la luz solar en corriente continua (CC), que luego un inversor transforma en corriente alterna (CA) para las cargas domésticas.
Entre ellas, la función MPPT del inversor es crucial. Porque puede ajustar la tensión de funcionamiento de la cadena fotovoltaica hasta el punto en el que se maximiza la potencia de salida. Sólo cuando funciona a la tensión más adecuada (Vmpp) puede alcanzarse la máxima potencia de salida.
Para que el MPPT realice un seguimiento eficaz del punto de máxima potencia, deben cumplirse dos condiciones:
1.1 Curvas I-V y P-V óptimas de los strings fotovoltaicos
Un panel solar individual tiene una curva I-V (corriente-tensión) y una curva P-V (potencia-tensión) características, que describen la relación entre corriente, tensión y potencia en diferentes condiciones de funcionamiento. Cuando los paneles se conectan en serie para formar una cadena, lo ideal es que las curvas I-V y P-V combinadas de la cadena sean suaves y coherentes. La curva I-V/P-V de un panel individual normal muestra un punto de máxima potencia distinto. Cuando se conectan varias cadenas idénticas, sus curvas combinadas también deben mantener un punto de máxima potencia claro y singular, como se muestra en las ilustraciones de las curvas de una cadena única y dos cadenas idénticas.
1.2 Adaptación adecuada entre el MPPT y los strings fotovoltaicos
Cada MPPT de un inversor está diseñado para funcionar de forma óptima con una cadena fotovoltaica o varias cadenas que tengan características eléctricas casi idénticas. Cuando se conectan cadenas con características eléctricas diferentes al mismo MPPT, interfieren entre sí. Esto hace que el seguidor funcione de forma subóptima. Por ejemplo, un único módulo MPPT puede gestionar una cadena o varias cadenas idénticas sin problemas, pero si se mezclan cadenas con rendimientos diferentes, como las afectadas por sombras variables u orientaciones diferentes, se alterará el proceso de seguimiento.
2.Varios factores pueden influir en el punto de máxima potencia de los strings fotovoltaicos, provocando pérdidas de potencia:
2.1 Efecto sombra y punto caliente
Sombras: Sombras locales provocadas por la chimenea en un tejado de tejas vidriadas, o sombras provocadas por la escasa distancia de instalación de los paneles solares en el tejado plano de cemento, lo que provoca una iluminación desigual.
Solución: Retire los paneles de la zona de sombra; reduzca el número de paneles para aumentar la separación entre ellos, permitiendo que llegue más luz solar a cada panel a lo largo del día. Como alternativa, utilice soportes de lastre de doble caraque puede ayudar a capturar más luz reflejada y minimizar el impacto de las sombras.
Puntos de acceso: Problemas como los excrementos de pájaros o las hojas en los paneles pueden crear puntos calientes, en los que una pequeña zona del panel se sobrecalienta debido a una menor absorción de la luz solar. Esto no solo afecta al rendimiento del panel afectado, sino que también puede repercutir en toda la curva de la cadena.
Solución: Inspeccionar y limpiar periódicamente las superficies de los paneles fotovoltaicos
2.2 Diferencias de orientación
Por ejemplo, en un tejado de tejas acristaladas con dos orientaciones diferentes, si las cadenas fotovoltaicas de dos orientaciones diferentes se conectan a un MPPT, debido a que el ángulo y la intensidad de la luz solar recibida pueden variar, el MPPT podría tener problemas para realizar un seguimiento preciso del punto de máxima potencia de forma eficaz.
Solución: Reduzca el número de orientaciones ajustando la disposición de los paneles para centrarse en la dirección principal de la luz solar o actualice a un inversor con más MPPT. Esto permite que cada cadena (o grupo de cadenas similares) tenga su propio MPPT, lo que garantiza un mejor seguimiento de cada cadena fotovoltaica con características similares.
2.3 Conexión incorrecta de cadenas en paralelo
Cuando se conectan en paralelo cadenas con características eléctricas diferentes, las curvas I-V y P-V combinadas se vuelven irregulares.
Por ejemplo, 22 paneles solares de 630 W se conectan a un inversor híbrido Deye 14 kW de 1 unidad (modelo: SUN-14K-SG05LP3-EU-SM2). Este inversor tiene seguidores MPP duales, cada seguidor MPP puede conectarse a 2 cadenas de módulos fotovoltaicos, y solicita que el número de cadenas diferentes conectadas a cada MPPT sea coherente.
Plan adecuado- PV1-1 (7pcs)+PV1-2 (7pcs)+PV2-1 (8pcs)
Plan equivocado. PV1-1 (7 piezas)+ PV1-2 (8 unidades) + PV2-1 (7pcs), dos cadenas fotovoltaicas conectadas al mismo MPPT tienen diferente cantidad confundirá el inversor y reducir la eficiencia global.
Conclusión
Un sistema fotovoltaico sobre tejado bien planificado garantiza que el módulo MPPT del inversor logre el seguimiento del punto de máxima potencia al tiempo que elimina los conflictos de sombreado y orientación, maximizando así la generación de energía del sistema solar sobre tejado. No deje que los fallos de diseño afecten a sus beneficios: cada detalle es fundamental para maximizar la producción solar.