Modelamiento Panel Fotovoltaico

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Procesamiento del modelo de un panel solar y comparación con un modulo comercial

Soto, Carlos y Araya, Alvaro.

Universidad de Antofagasta

Resumen—Este documento, analiza el modelo [1] de un panel fotovoltaico [2], el cual utiliza las características eléctricas provistas por la hoja de datos del fabricante. El modelo toma en consideración los valores nominales provistos por las condiciones de prueba estándar (“standard test conditions”, STC). Por último se simulan las curvas V-I para distintas irradiancias y temperaturas.

Índice de Términos—Panel fotovoltaico, generación de energía eléctrica, irradiancia, temperatura.

I. NOMENCLATURA

En la tabla I se presentan las nomenclaturas para los distintos parametros.

Tabla I: Nomenclatura para los distintos parámetros a utilizar.

Nomenclatura Parámetro

V,I Voltaje y corriente del panel solar.

Isc Corriente de cortocircuito a 25(°C) y 1000 (W/m2).

Imax Corriente ideal máxima

Voc Voltaje de circuito abierto.

Vmax Voltaje de circuito abierto a 25(°C) y 1000 (W/m2).

Vmin Voltaje de circuito abierto a 25(°C) y 400 (W/m2).

T Temperatura del panel solar en (°C).

TN Temperatura nominal, 25(°C).

TCi Coeficiente de temperatura de Isc, (%/°C).

TCv Coeficiente de temperatura de Voc, (%/°C).

τi Ritmo de cambio para la corriente (A).

τv Ritmo de cambio del voltaje (V).

Ei Radiación solar efectiva (W/m2).

EiN Radiación solar efectiva nominal, 1000 (W/m2).

α Porcentaje de la intensidad efectiva de la luz.

b Constante característica de la curva V-I.

γ Factor de sombra.

II. INTRODUCCIÓN

Los paneles solares son el componente clave en la conversión de la energía solar en energía eléctrica. En ocasiones el uso de paneles solares puede ser más práctico que las típicas soluciones de generación de energía eléctrica.

Muchos de los modelos que describen el comportamiento de los paneles solares, están más relacionados con la física, electrónica y semiconductores que con la generación de energía eléctrica. Adema, varios de los parámetros necesarios para resolver estos modelos no están incluidos en las hojas de datos de los fabricantes. En el presente documento, se evalúa un modelo que solo utiliza las características eléctricas provistas por el fabricante del panel solar (en condiciones de prueba estándar), con el cual será posible obtener las curvas de V-I para distintas irradiancias y temperaturas.

III. MODELAMIENTO DEL PANEL FOTOVOLTAICO

El modelo utilizado [1], tiene la ventaja de que utiliza las características dadas por la hoja de datos del fabricante del panel solar [2]. La relación V-I del panel solar es:

(1)

En donde:

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

El parámetro b, que corresponde a la constante característica

...