El subdimensionamiento del inversor no es universalmente eficaz para reducir las pérdidas por suciedad

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Un equipo internacional de investigación ha estudiado el efecto del recorte del inversor para mitigar las pérdidas por suciedad en los sistemas fotovoltaicos y ha descubierto que esta estrategia puede no ser tan eficaz como se pensaba.

El recorte del inversor se produce cuando la energía de CC de un sistema fotovoltaico es mayor que el tamaño máximo de entrada del inversor. Esto satura el inversor y el exceso de energía de CC no se convierte en CA. “Debido a este efecto de enmascaramiento, a menudo se ha sugerido el subdimensionamiento del inversor como estrategia práctica de mitigación del ensuciamiento”, afirma el grupo de investigación. “De hecho, las pérdidas por suciedad no son visibles desde el lado de CA durante el recorte si no son mayores que la diferencia entre la clasificación energética de los módulos y la capacidad del inversor”.

En el artículo “Quantifying the impact of inverter clipping on photovoltaic performance and soiling losses” (Cuantificación del impacto del recorte del inversor en el rendimiento fotovoltaico y las pérdidas por suciedad), publicado en Renewable Energy, los científicos explican que su trabajo teórico pretendía responder a la típica pregunta que se hacen a menudo los modeladores fotovoltaicos y los expertos en suciedad: “¿No basta con recortar el inversor para mitigar los efectos del ensuciamiento en los sistemas fotovoltaicos?”.

“Abordamos esta cuestión modelando el rendimiento y las pérdidas fotovoltaicas de una red de ubicaciones en todo Estados Unidos, teniendo en cuenta la configuración típica de los sistemas fotovoltaicos”, explicó a pv magazine el autor principal de la investigación, Leonardo Micheli. “Nuestros hallazgos sugieren que confiar únicamente en una alta relación inversor-carga (ILR) puede no ser suficiente para mitigar eficazmente las pérdidas por ensuciamiento. Esto es especialmente cierto a largo plazo porque, a medida que aumenta la degradación y la pérdida de rendimiento, disminuye la frecuencia de recortes, lo que hace más visible el impacto del ensuciamiento”.

Los académicos recopilaron datos de irradiancia y meteorológicos de la Base Nacional de Datos de Radiación Solar (NSRDB) del NREL, datos diarios de precipitaciones de PRISM y datos horarios de estimación de la suciedad potencial acumulada del MERRA-2 de la NASA, que es la última versión del reanálisis atmosférico global para la era de los satélites producido por la Oficina de Modelización y Asimilación Global (GMAO) de la NASA. Con estos datos, generaron mapas mediante el paquete Cartopy para evaluar la magnitud del recorte en todo Estados Unidos.

Su análisis demostró que el clipping es más frecuente en regiones con mayor radiación solar, como los estados del suroeste no costeros como Arizona, Colorado, Nevada, Nuevo México y Utah, lo que, según los académicos, es atribuible a los mayores recursos solares en comparación con los estados del este y a la menor temperatura y menor suciedad en comparación con el oeste costero.

“Los sistemas de seguimiento fijo y horizontal de un solo eje (HSAT) en estos estados se enganchan más del 7% y el 8% del tiempo, respectivamente. Colorado y Nuevo México son los dos estados en los que más se producen recortes, con medias superiores al 8% en ambas configuraciones de montaje”, subraya el grupo. “Calculando una media aritmética simple, se puede estimar un tiempo medio nacional de clipping del 4,0% y del 3,5% anual para los sistemas fotovoltaicos fijos y HSAT, respectivamente”.

El análisis también demostró que el clipping puede reducir las pérdidas visibles por suciedad en menos de un 0,1% de media, y que se puede conseguir una mayor reducción relativa de las pérdidas en aquellas zonas en las que éstas ya son limitadas.

“Por ejemplo, las mayores reducciones relativas se encuentran en Nuevo México y Colorado (>40%), donde, sin embargo, las pérdidas por ensuciamiento no superan el 1,15%/año y el 0,6%/año, respectivamente”, subrayaron los investigadores. “En cambio, en las zonas donde las pérdidas por suciedad son más intensas, como el sur de California y Arizona, el impacto del recorte es limitado. De hecho, la reducción máxima absoluta de las pérdidas por suciedad no supera el 1%, ni siquiera en esos lugares”.

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