Un equipo internacional de investigación ha estudiado cómo la sobreirradiancia (OI) puede afectar al rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas en latitudes bajas y medias y ha descubierto que pueden surgir varios problemas cuando las condiciones de OI duran más de un minuto y a temperaturas ambiente superiores a 30 ºC.
Estos fenómenos pueden afectar al rendimiento operativo de las plantas fotovoltaicas, a la estabilidad de la red eléctrica y a la eficiencia de los inversores. Estos efectos se deben al aumento y la drástica fluctuación de la irradiancia, que puede variar en más de 900 W/m2.
“En nuestra opinión, la industria fotovoltaica ha descuidado en las últimas décadas la sobreirradiancia, posiblemente por desconocimiento o por la creencia de que estos fenómenos son raros y aislados”, declaró a pv magazine el autor principal de la investigación, Marco Zamalloa. “Nosotros mismos no éramos conscientes de estos fenómenos antes de verlos en nuestros datos de irradiancia hace unos años. Sin embargo, como somos relativamente nuevos en este tema, no podemos decir con absoluta certeza si algunas ramas de la industria de la energía fotovoltaica y los promotores de proyectos consideran ahora estas condiciones de exceso de irradiancia.”
Según Zamalloa, las condiciones de OI son habituales y se dan en todas partes con la formación de nubes. “Pueden imaginarse como el punto focal errante de una lupa”, explicó además. “Con el movimiento de la nube, ésta deambula por la superficie terrestre. Sólo nos damos cuenta del aumento de la irradiancia cuando el punto focal pasa junto a un sensor”.
En el artículo “Overirradiance conditions and their impact on the spectral distribution at low and mid-latitude sites” (Condiciones de sobreirradiancia y su impacto en la distribución espectral en emplazamientos de latitudes bajas y medias), publicado en Solar Energy, Zamalloa y sus colegas analizaron la distribución espectral de las condiciones de OI en Lima, Madrid y Berlín utilizando espectrorradiómetros, ángulos de inclinación y azimut e intervalo de muestreo. En concreto, midieron la distribución espectral de la irradiancia solar en W/m2/nm, en el rango de 350 a 1050 nm, mediante dos años de datos espectrales medidos.
A través de su análisis, descubrieron que las condiciones de OI provocan un corrimiento hacia el rojo y la nube un corrimiento hacia el azul del espectro de cielo despejado. “El corrimiento al rojo causado por las condiciones de sobreirradiancia da lugar a diferentes distribuciones espectrales, dependiendo de la energía fotónica media del cielo despejado”, explicaron, y añadieron que el corrimiento al rojo espectral indica un aumento de la irradiancia normal directa por las nubes.
“Creemos que la industria fotovoltaica necesita una evaluación cuantitativa de los impactos de la sobreirradiancia en el funcionamiento de los sistemas fotovoltaicos, que apenas se está empezando a realizar”, dijo el coautor Jan Amaru Töfflinger. “El cambio repentino de irradiancia hace necesario mejorar el tiempo de respuesta de los inversores y del algoritmo MPPT, tanto para aprovechar el aumento de irradiancia como para evitar el calentamiento de los cables, fusibles y módulos fotovoltaicos debido a la alta corriente generada por los eventos de sobreirradiancia.”
Töfflinger también subrayó que las condiciones de sobreirradiancia son frecuentes en Brasil y pueden tener efectos técnicos y económicos en las plantas fotovoltaicas. “Nos hemos puesto en contacto con colegas de Brasil, donde, hasta ahora, se han escrito la mayoría de los artículos sobre el impacto de las condiciones de sobreirradiancia en las plantas fotovoltaicas”, concluyó. “Dicen que son bastante conscientes de los riesgos potenciales y que están tomando precauciones a la hora de dimensionar el inversor y los fusibles de protección”.
El grupo de investigación está formado por científicos de la Pontificia Universidad Católica del Perú, el Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH de Alemania y la Universidad de Jaén en España.
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