Desarrollo e implementación de prototipo electrónico para la caracterización de paneles solares en condiciones de exteriores

  • Juan Bernardo Cano Grupo en Manejo Eficiente de la energía, GIMEL.
  • Jaime Valencia Grupo en Manejo Eficiente de la energía, GIMEL
  • Franklin Jaramillo Centro de Investigación, Innovación y Desarrollo de Materiales-CIDEMAT. Universidad de Antioquia UdeA; Calle 70 No. 52-21
  • Esteban Velilla Grupo en Manejo Eficiente de la energía, GIMEL
Palabras clave: paneles solares, curva V-I, prototipo electrónico, modelo de un diodo, irradiancia

Resumen

Para evaluar el desempeño de paneles solares en condiciones reales de funcionamiento, se diseñó e
implementó un prototipo electrónico que permite obtener la curva V-I a través de la carga de un circuito capacitivo. La adquisición de señales de voltaje y corriente se hizo con la tarjeta de la National Instruments NIDAQ-
USB6009, la cual fue controlada a través de un programa desarrollado en LabView, estas señales fueron
ajustadas al modelo de un diodo para filtrar el ruido eléctrico. Los resultados del prototipo fueron comparados con los obtenidos por el analizador solar AMPROBE-SOLAR600 in Situ en 3 paneles, dos de 10W con características similares y otro de 55W, encontrándose que en condiciones de irradiancia uniformes, ambos dispositivos presentaron un desempeño similar en cuanto a la curva V-I, tensión de circuito abierto, corriente de corto circuito, entre otras. Sin embargo, el prototipo al emplear menos tiempo en la adquisición, es menos sensible a las variaciones transitorias de irradiancia ocasionadas por las nubes.

Citas

OsterwaldCarl. Standards, Calibration, and Testing of PV Modules and Solar Cells. En: Practical Handbook of Photovoltaics.2012 Elsevier Ltd. 1045-1064.

NREL. National Renewable Energy Laboratory. Standards for PV Modules and Components – Recent Developments and Challenges. September 24-28, 2012. From: http://www.nrel.gov/docs/fy13osti/56531.pdf

Standard IEC 60904-1, Photovoltaic Devices, Part 1: Measurement of Photovoltaic Current–Voltage Characteristics, International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland. Ed 2. 2006.

Standard IEC 60904-9, Photovoltaic devices – Part 9: Solar simulator performance. International Electrotechnical Commission, Geneva, Switzerland. Ed 2. 2006.

NREL. National Renewable Energy Laboratory. Uncertainty Analysis of Certified Photovoltaic Measurements at the National Renewable Energy Laboratory.Technical Report NREL/TP-520-45299 August 2009. From http://www.nrel.gov/docs/fy09osti/45299.pdf

International Electrotechnical Commission, IEC 60891. Procedures for temperature and irradiance corrections to measured I-V characteristics of crystalline silicon photovoltaic devices. Ed 2. 2009

IEC 61215, Crystalline silicon terrestrial photovoltaic (PV) modules—designqualification and type approval, Ed. 2, 2005.

IEC 61646, Thin-film terrestrial photovoltaic (PV) modules—design qualification and type approval, Ed. 2, 2008.

IEC 62108, Concentrator photovoltaic (CPV) modules and assemblies—design qualification and type approval, Ed. 1, 2007.

European Commission Joint Research Centre, Guidelines for PV Power measurement in Industry. Disponible en: http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC57794/eur-24359-en.pdf

[consultado el 21 de agosto de 2015].

EPRI 2014. Journal Beyond Speculation and Sci-Fi: Researchers Help Drive Plans and Technologies to Secure the Grid. Winter 2015. From: http://www.epri.com/abstracts/Pages/ProductAbstract.aspx?ProductId=000000003002004850

ASTM E948-09. Standard Test Method for Electrical Performance of Photovoltaic Cells Using Reference Cells Under Simulated Sunlight.

NATIONAL INSTRUMENTS, USB-6009

Dispositivo DAQ Multifunción de Bajo Costo de 14 Bits, 48 kS/s. Disponible en: http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/es/nid/2

[consultado el 21 de agosto de 2015].

Jiménez K, Londoño C, Restrepo S, Valencia J, Velilla E. Obtención de los parámetros del modelo de un diodo para la modelación de paneles solares utilizando el Método de Nelder-Mead. Revista Asociación de Ingenieros Electricistas de la UdeA, AIE. Septiembre de 2015.

Cristaldi L, Faifer M, Rossi M, Ponci F. A Simple Photovoltaic Panel Model: CharacterizationProcedure and Evaluation of the Role of Environmental Measurements. IEEE transactions on instrumentation and measurement, vol. 61, no. 10, 2012.

D.T. Cotfas, P.A. Cotfas, S. Kaplanis “Methods to determine the dc parameters of solar cells: A critical review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews28 (2013) 588–596.

AMPROBE, Amprobe SOLAR-600 Solar Power Analyzer. Disponible en: http://www.amprobe.com/amprobe/usen/Environmental-Test/Solar-Meters-and-Analyzers-/AMP-SOLAR-600.htm?PID=73346 [consultado el 21 de agosto de 2015].

AMPROBE, Amprobe SOLAR-100 Solar Power Meter. Disponible en: http://www.amprobe.com/amprobe/usen/environmental-testers/solar-meters-and-analyzers-/amp-solar-100.htm?pid=73342# [consultado el 21 de agosto de 2015].

Publicado
2015-12-20
Cómo citar
Cano, J. B., Valencia, J., Jaramillo, F., & Velilla, E. (2015). Desarrollo e implementación de prototipo electrónico para la caracterización de paneles solares en condiciones de exteriores. Revista Politécnica, 11(21), 41-50. Recuperado a partir de https://revistas.elpoli.edu.co/index.php/pol/article/view/618
Sección
Artículos

Métricas de Artículo

Resumen : 733   PDF : 548