Nuevo método para evitar sobretensiones en sistemas fotovoltaicos verticales conectados a redes de baja tensión

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Investigadores de la Universidad de Turku (Finlandia) han desarrollado un flujo de trabajo metodológico para aumentar la producción de electricidad en sistemas fotovoltaicos verticales bifaciales conectados a redes de baja tensión (BT) situadas en latitudes altas y con diferentes ubicaciones, orientaciones y tecnologías de los paneles.

Explicaron que su nuevo planteamiento pretende evitar la subida de tensión en la red, que se produce cuando la generación fotovoltaica supera la demanda, con lo que las altas tensiones pueden llegar a dañar la propia red y los dispositivos eléctricos conectados a ella. «Así pues, la tensión debe limitarse por debajo de un umbral, ya sea identificando la capacidad fotovoltaica máxima permitida en la red de distribución o estableciendo un límite a la producción fotovoltaica máxima permitida y restringiendo el exceso de producción», explican.

La nueva metodología consta de cinco pasos principales: recopilación de datos, modelización de la descomposición, modelización de la transposición, modelización eléctrica y térmica y análisis de la red de baja tensión. Los pasos segundo y tercero proporcionan un perfil de irradiancia global inclinada (GTI) calculado para la ubicación, hora y orientación fotovoltaica elegidas, que luego se convierte en producción eléctrica fotovoltaica, teniendo en cuenta los datos meteorológicos y las propiedades del sistema fotovoltaico. El análisis de la red de baja tensión impide sobredimensionar el sistema fotovoltaico para evitar sobretensiones.

Los científicos aplicaron el flujo de trabajo a distintos casos de proyectos monofaciales y sistemas fotovoltaicos verticales bifaciales. Analizaron el perfil de producción fotovoltaica, el perfil de carga eléctrica y la combinación de variables con la capacidad de alojamiento fotovoltaico, que, según dijeron, es el factor clave para evitar eventos de sobretensión.

Mediante su análisis, los académicos comprobaron que la capacidad fotovoltaica máxima permitida suele estar limitada por periodos temporales cortos con una duración de entre 1 y 30 minutos. Estas fases se caracterizan por una elevada generación fotovoltaica y variaciones repentinas en la carga eléctrica y la producción fotovoltaica. «Esto pone de manifiesto que gestionar dichos periodos con diferentes dispositivos de regulación de tensión o permitir que se produzcan eventos de sobretensión y subtensión a corto plazo puede aumentar significativamente la capacidad de alojamiento fotovoltaico», afirmaron.

Según sus conclusiones, la fotovoltaica vertical bifacial puede tener un rendimiento energético un 46% superior al de la convencional monofacial en los países nórdicos, al tiempo que mejora la correspondencia temporal entre generación fotovoltaica y consumo.

El nuevo método se presenta en el artículo «A comprehensive methodological workflow to maximize solar energy in low-voltage grids: A case study of vertical bifacial panels in Nordic conditions» (Un flujo de trabajo metodológico exhaustivo para maximizar la energía solar en redes de baja tensión: Un estudio de caso de paneles bifaciales verticales en condiciones nórdicas), publicado en Solar Energy.

«Es necesario seguir trabajando para incluir en la metodología modelos de carga eléctrica y análisis económicos más realistas», concluye el equipo finlandés. «Además, dado que la red de prueba utilizada sólo cubría un área geográfica muy pequeña, lo que se traducía en escasas pérdidas en las líneas eléctricas, era probable que sobrestimara los valores absolutos de la producción fotovoltaica máxima en comparación con la mayoría de las redes de distribución del mundo real, aunque esto permitió comparar los valores relativos entre distintos casos.»

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