Modelización y estudio de sistemas fotovoltaicos bifaciales

Abstract

Las energías renovables representan un gran porcentaje de la generación de energía mundial. En este caso, la solar, siendo ésta la más accesible por los pequeños consumidores, ha aumentado en potencia instalada en España con el paso de los años. Entre los distintos tipos de módulos fotovoltaicos existentes, los de tecnología bifacial representan un avance en la tecnología de generación y eficiencia de espacio implementado en las instalaciones. Es en este punto en el que, con el objeto de contribuir al estudio de estos sistemas, han ido apareciendo un gran número de herramientas comerciales y gratuitas que permiten dimensionar y estimar la generación de instalaciones fotovoltaicas con características específicas empleando módulos monofaciales convencionales (PVGIS, PVSyst, SAM, etc). No obstante, pocos paquetes y herramientas tienen implementaciones que permitan el análisis de instalaciones con paneles fotovoltaicos bifaciales, debido a que aún se encuentran, en mayor medida, en una fase experimental. La librería PVLib, de código abierto y compatible con el programa de desarrollo Python, fue elaborada por el Sandia National Laboratories y proporciona una serie de métodos y funciones que permiten realizar un modelado específico y altamente personalizable de instalaciones fotovoltaicas con módulos monofaciales y bifaciales. A dichos métodos se le pueden añadir funcionalidades y bases de datos de otras librerías para reducir la incertidumbre, complementar los diseños desarrollados y aumentar la validez de los mismos. En este proyecto se elaboran modelos de análisis y comparación de instalaciones de paneles solares bifaciales, los cuales presentan una mejora en el rendimiento en comparación con los paneles monofaciales convencionales. Dichos modelos se centran en el dimensionado general de la instalación considerando aspectos externos como pueden ser la temperatura y la velocidad del viento, y comparan los resultados con instalaciones reales dispuestas.

Renewables account for a large percentage of the world's power generation. In this case, solar, being the most accessible by small consumers, has increased in installed power in Spain over the years. Among the different types of existing photovoltaic modules, those of bifacial technology represent an advance in the technology of generation and efficiency of space implemented in the facilities. There are a large number of commercial and free tools that allow sizing and estimating the generation of photovoltaic installations with specific characteristics using conventional monofacial modules (PVGIS, PVSyst, SAM, etc.). Few packages and tools have implementations that allow the analysis of installations with bifacial photovoltaic panels. The latter because they are still, to a greater extent, in an experimental phase. The PVLib library, open source and compatible with the Python development program, was developed by Sandia National Laboratories and provides a series of methods and functions that allow specific and highly customizable modeling of photovoltaic installations with monofacial and bifacial modules. To these methods can be added functionalities and databases from other libraries to reduce uncertainty, complement the designs developed and increase their validity. In this project, analysis and comparison models of bifacial solar panel installations are developed which present an improvement in performance compared to conventional monofacial panels. These models focus on the general sizing of the installation considering external aspects such as temperature and wind speed and comparing the results with real facilities arranged.