Para evaluar el rendimiento de un circuito fotovoltaico debe conocer el plano de irradiancia de la matriz y la temperatura de las celdas, con independencia del método de prueba empleado. Para asegurarse de que puede interpretar las curvas I-V con exactitud, preste atención a las condiciones ambientales, ya que los cambios rápidos en la irradiancia o en la temperatura de las celdas pueden provocar errores en las pruebas de la curva I-V. Para obtener resultados fiables se deben utilizar tipos de sensores y métodos de prueba adecuados, como el trazador de curvas Solmetric PVA 1500 I-V de Fluke.
Medida y análisis del rendimiento de los circuitos fotovoltaicos con el trazador de curvas IV Solmetric PVA 1500 de Fluke
Condiciones ambientales para las pruebas
Las pruebas de rendimiento óptimas tienen lugar en condiciones meteorológicas estables, con una irradiancia superior a 700 W/m². Esto es especialmente importante al establecer una referencia de rendimiento durante la puesta en marcha o tras la resolución de problemas. La irradiancia bajo condiciones de prueba estándar es de 1000 W/m2. Cuanto más cerca estén las condiciones de prueba en campo de las condiciones de prueba estándar, más exacta será la interpretación de las curvas I-V. Lo más probable es que se den unas buenas condiciones de prueba durante el periodo de 4 h alrededor del mediodía solar.
Medidas de irradiancia y su efecto
Los errores en la medida de la irradiancia pueden afectar notablemente a las pruebas de rendimiento fotovoltaico. Por ejemplo, un pequeño margen de error en la irradiancia puede eclipsar la exactitud incluso de los trazadores de curvas I-V de alta calidad, como el Solmetric PVA-1500 de Fluke. Las nubes que se mueven rápidamente cerca del sol y los cirros a gran altitud son especialmente problemáticos. Una de las ventajas de utilizar trazadores de curvas I-V para medidas en pruebas de rendimiento es que le permiten guardar datos ambientales críticos junto con los datos I-V. De esta forma se eliminan los errores de introducción manual de datos que pueden causar problemas más adelante y se minimiza la posibilidad de errores asociados a cambios rápidos en las condiciones de prueba.
Sensor de irradiancia: Para obtener medidas exactas del rendimiento de una matriz, monte el sensor de irradiancia en el plano de la matriz y asegúrese de que la respuesta espectral del sensor coincide con la de los módulos fotovoltaicos. La unidad inalámbrica que se muestra aquí contiene un sensor de irradiancia de fotodiodo de silicio con corrección espectral y mide también la temperatura de la parte posterior y la inclinación del módulo.
Selección de sensores
Los piranómetros reales no son una buena opción para las pruebas de curva I-V, ya que tienen una respuesta espectral amplia y plana que difiere de la de las tecnologías de módulos cristalinos y de película fina. Los sensores de irradiancia portátiles tampoco son una buena opción, ya que puede resultar difícil orientarlos de forma fiable y repetida en el plano de la matriz. Además, pueden tener una respuesta angular que difiere sustancialmente de la de los módulos fotovoltaicos en campo. La respuesta angular es especialmente importante temprano y tarde en el día, así como en los días en que la nubosidad dispersa una gran cantidad de luz solar. Bajo estas condiciones de prueba, la matriz y el sensor deben tener una vista igual de amplia del cielo.
Influencia de la luz reflectante
Los sensores de irradiancia no deben verse afectados por intensos reflejos ópticos, ya que esto puede dar lugar a lecturas inexactas. Si el sensor de irradiancia capta una cantidad significativamente mayor de luz reflejada que los módulos fotovoltaicos que se están probando, el modelo sobreestimará el ISC y el módulo parecerá tener un rendimiento inferior. Bajo determinadas circunstancias, la luz solar reflejada por las superficies metálicas puede exagerar enormemente la lectura de irradiancia. Por lo general, puede solucionar este problema cambiando la ubicación de montaje del sensor.
Medidas de temperatura en sistemas fotovoltaicos
Aunque el rendimiento del módulo fotovoltaico es menos sensible a las variaciones de temperatura que a la irradiancia, sigue siendo un factor importante. Los termopares de pequeño calibre son los preferibles para medir la temperatura de las celdas bajo condiciones variables. El posicionamiento correcto del termopar es vital para obtener lecturas exactas. Puesto que los bordes de la matriz y del módulo tienden a enfriarse, coloque el termopar entre la esquina y el centro de un módulo situado lejos del perímetro más frío de la matriz. El objetivo es seleccionar un punto de fijación del sensor que se aproxime a la temperatura media de la parte posterior. La punta del termopar debe hacer buen contacto con la parte posterior del módulo fotovoltaico, ya que los espacios de aire interrumpen la transferencia de calor, dando así lugar a lecturas de baja temperatura. Al mover el termopar entre secciones idénticas de la matriz, colóquelo siempre en la misma ubicación relativa para evitar la introducción de cambios artificiales de temperatura.