Modelado y estudio del impacto de sombras sobre paneles solares fotovoltaicos

Abstract

El presente trabajo se centra en el modelado de sombras sobre paneles solares fotovoltaicos y el estudio del efecto que tienen las sombras sobre la generación de energía eléctrica fotovoltaica. Se planteó un procedimiento para cuantificar las pérdidas por sombreado y se elaboró un modelo basado en MATLAB y Simulink. Para lograr el cometido se utilizó una librería especializada en el modelado fotovoltaico que provee distintas funciones preprogramadas que permitieron facilitar el cálculo y asegurar una mayor exactitud. Al mismo tiempo se realizaron validaciones utilizando datos meteorológicos de Estados Unidos y Mar del Plata. Para realizar la validación del modelo de sombras propuesto se utilizaron los datos de Mar del Plata y se plantearon distintas situaciones de sombreado sobre paneles solares. De esta forma se generaron curvas de pérdida energética diaria por sombras para las situaciones planteadas. Con las curvas anteriormente obtenidas se formuló un procedimiento para poder utilizar las curvas en un cálculo de generación energética anual considerando las pérdidas por sombreado. Los resultados obtenidos se compararon con los que arroja PVsyst para las mismas situaciones planteadas. Tanto PVsyst como el modelo planteado presentaron similitud en los resultados obtenidos. Posteriormente se realizó un estudio de caso con el objetivo de aplicar el modelo propuesto en un caso real. El caso elegido fue el de un establecimiento educativo ubicado en la ciudad de Mar del Plata. El estudio buscaba investigar la factibilidad de un sistema solar fotovoltaico para dicho establecimiento. Al mismo tiempo se investigó el efecto de las estructuras generadoras de sombras en el entorno de los paneles solares. Este estudio tuvo como conclusión la no rentabilidad del sistema fotovoltaico, sin embargo, sirvió para poder estudiar el impacto económico de las sombras sobre los paneles. Al final se elaboraron distintas conclusiones y propuestas para trabajos futuros. Al mismo tiempo se resaltan distintos puntos que de ser considerados en trabajos futuros, podrían mejorar la exactitud del cálculo del efecto de las sombras sobre la producción energética fotovoltaica.