Análisis de la producción tras las consecuencias del efecto de la calima

1. Introducción

a) Generador didáctico

Una vez más, os presentamos, para todos aquellos que aún no lo conozcan, nuestro querido generador didáctico mediante el cual obtenemos información de las diferentes tecnologías que dominan a día de hoy, el mercado fotovoltaico. El laboratorio, ubicado en la fachada de la Universidad Politécnica de Madrid, nos permite obtener información de instalaciones en condiciones reales para, de esta forma, poder realizar análisis y comparativas entre diferentes tipos de tecnologías más realistas que a través de las condiciones ideales marcadas en las fichas técnicas.

En primer lugar, cabe remarcar el principal cambio que ha sufrido nuestro laboratorio y es que, el inversor E va a ser próximamente sustituido y, por lo tanto, no se van a obtener datos de su parte por el momento. El resto de los equipos se muestran tal y como estaban en la última entrega:

Todos estos equipos trabajan de forma igualitaria, con un campo fotovoltaico compuesto por módulos JA Solar JAM60S01-315, con una orientación sureste y una inclinación de 25º. Los únicos que muestra cierta distinción, por criterios de diseño y sin afectar en la comparativa, son el inversor C y el inversor F.

Es posible que los equipos no trabajen en su punto óptimo debido a que la tensión de trabajo es inferior a los 350-400V de tensión nominal de cada equipo y, por lo tanto, los resultados se muestren inferiores a los esperados.

Esta vez, no solo se analizarán los efectos de la tormenta de arena saharaui en la producción de los inversores si no también, gracias a la tecnología de microinversores disponible, se realizará una comparativa las diferentes tecnologías y potencias de módulos.

2. Efectos visuales de la calima

Como ha sido habitual para los habitantes de las comunidades autónomas del sur y centro de España a lo largo de la semana pasada, la calima ha provocado una deposición de las partículas de arena del Sahara por todas partes que ha teñido todo tipo de superficie de un tono rojo que se impregnaba por todo aquello que se le pusiese en contacto. Y como era de esperar, esto no le ha sentado muy bien al mundo de la fotovoltaica. Nuestro laboratorio, ubicado en Madrid, no ha podido ser menos, pero, como una imagen vale más que mil palabras, dejamos que veáis vosotros mismos sus consecuencias:

Ahora veremos cómo ha afectado esto a su rendimiento.

3. Comparativa inversores durante la calima

A continuación, se muestra la evolución de la producción por cada uno de los inversores durante los días previos y posteriores a este fenómeno teniendo en cuenta la energía generada con relación a su potencia pico para poder realizar una comparativa real.

Como muestra se han cogido un par de días previos al fenómeno, que ocurrió concretamente el lunes 14 de marzo y su evolución hasta el 19 de marzo.

Aunque marzo no estaba siendo uno de los meses más soleados de los últimos años, parecía que el fin de semana del 12 empezaba a clarear y los inversores alcanzaban puntos de producción considerables cuando el día 14 se vieron todos los módulos cubiertos de partículas de arena. En la Gráfica 1 se puede observar cómo estos responden ante este fenómeno con un bajón en su producción de más de un 90% con respecto al día anterior.

Las lluvias posteriores han ayudado a que progresivamente los módulos se vayan liberando de la opacidad de estas partículas y poco a poco vayan recuperando su funcionamiento normal, aunque debido a las intensas lluvias y las nubes que las acompañan, su producción no ha llegado a alcanzar la de los días previos a la calima por el momento.

Comentar que, ante estas condiciones adversas de los días analizados, es el “Inversor A” quien ha salido peor parado encontrándose por debajo del pelotón en todo momento, siendo más pronunciada la diferencia cuanto más soleados eran los días y limpios estaban los módulos.

El resto de inversores se encuentran en unos valores de producción bastante cercanos, destacando ligeramente por encima del resto, el “Inversor F”.

Producción 14 de marzo

Una vez vista la progresión de la producción y que el día claramente afectado fue el 14 de marzo, vamos a indagar un poco más a lo largo de él para ver cómo fueron respondiendo los equipos según fue avanzando.

Si comenzamos a analizar por el inicio del día, se puede observar que el “Inversor F” empieza a producir más de una hora antes que los otros e incluso más de 2 horas antes que el “Inversor B”.

La producción a lo largo del día permanece más o menos estable hasta las 18:00h que alcanza su pico máximo que tampoco es muy alto.
Durante el día, Inversores B, C, D, y F se van jugando la primera posición, aunque el que sufre unas caídas más bruscas es el “Inversor B”
Por otro lado, el “Inversor A” muestra unos datos dignos de analizar a parte ya que arranca sobre las 14:24, alcanza un pico bastante bajo y vuelve a caer.  Esto se debe a que, por diferentes pruebas que se están realizando en el laboratorio, la tensión de entrada recibida por el equipo está muy por debajo de la tensión nominal y, por lo tanto, se ve afectado su rendimiento de forma significativa.

Según muestra la gráfica 4, el inversor que ha conseguido unos mejores resultados bajo estas condiciones desfavorables ha sido el “Inversor F” destacando por encima del resto. El “Inversor D”, “Inversor C” e “Inversor B” ha tenido resultados muy parejos quedando en ese respectivo orden de mayor a menor. Por último, es el “Inversor A” quien ha sufrido más las consecuencias de este fenómeno, llegando a producir menos de la mitad de lo que han sido capaces el resto de inversores.

4. Comparativa de módulos

Como se ha mencionado anteriormente, en nuestro laboratorio, no sólo disponemos de diferentes marcas y tecnologías de inversores si no también, diferentes tecnologías de módulos que, gracias a los microinversores, nos van a permitir poder comparar de forma individual sus resultados y, en casos como este, ver como responden ante tales fenómenos meteorológicos.

Análisis previo

Para poner en antecedentes, se va a hacer un análisis previo a la calima de los resultados obtenidos de los módulos en el propio mes de marzo y otro durante el día 14 para poder si ha afectado de forma significativa entre diferentes tecnologías

Se puede observar que el mes, al estar muy marcado por las lluvias, ha tenido grandes oscilaciones en los picos de producción de un día a otro. Esto nos permite poder observar su comportamiento tanto en buenas como en malas condiciones meteorológicas.

A pesar de encontrarse casi todas las tecnologías bastante parejas, es la “Bifacial”, la que tiende a destacar ligeramente por encima del resto durante todo este periodo. Son, sin embargo, las tecnologías “Mono PERC” y “HeteroJunction” aquellas que permanecen por debajo prácticamente todo el tiempo.

Para poder analizar estos datos de forma más precisa, se muestra a continuación la producción total de cada tecnología durante este periodo en la Gráfica 6:

Como cabía esperar, tal y como se había adelantado anteriormente, es la tecnología “Bifacial” la que se lleva la palma destacando muy por encima del resto de módulos. Los que la siguen con aún cierta ventaja sobre el resto son, el “N-Type” y el “Mono HalfCell” con la medalla de bronce.

La otra cara de la moneda está protagonizada por las tecnologías “HeteroJunction” y “Mono PERC” que han mostrado unos resultados que están claramente por debajo con respecto al resto.

Las tecnologías “policristalina” y “poli HalfCell” muestra unos resultados muy parejos con respecto a la “Back Contact” ubicándolos en el medio del pelotón.

Análisis durante la Calima

Una vez visto el comportamiento de los diferentes tipos de módulos en condiciones reales, vamos a ver cómo han sido capaces de responder ante la tormenta de arena del pasado 14 de marzo mostrando los datos en la gráfica 7.

Ante esta caída, podemos observar que es la tecnología “Bifacial” la que se mantiene por delante el mismo día 14, aunque, según avanzan los días y las lluvias van limpiando los módulos es adelantado por la tecnología “N-Type”.

En contraposición sigue siendo la tecnología “HeteroJunction” aquella que destaca por debajo del pelotón, está vez, seguida de las tecnologías policristalinas, que, ante malas condiciones, caen por debajo de lo que habían mostrado hasta ahora.

Para poder apreciar más el efecto de la deposición de arena sobre los módulos, se presenta a continuación la cantidad de energía que los módulos lograron generar durante el día 14.

De nuevo, vuelve a destacar con soberbia la tecnología “Bifacial”. Cabe mencionar que, la segunda y tercera posición ha sido ocupada por la tecnología “N-Type” y “Mono PERC” que, ante la adversidad, muestra una gran capacidad de adaptación por encima del resto maquillando los resultados vistos de ella hasta ahora.

Como hemos visto hasta ahora, “HeteroJunction” sigue siendo la tecnología con peores resultados seguida de las tecnologías policristalinas y “Back Contact” ligeramente por encima de estas.

5. Conclusión

A pesar de los posibles temores que puede dar una tormenta de arena al propietario de una instalación fotovoltaica por la posibilidad de que esta planta se ensucie y no produzca durante días, hemos podido observar que, aunque con poca producción, los equipos han seguido funcionando con cierta normalidad, aportando su pequeño granito ante una adversidad como esta.

Con respecto a los inversores, como nos ha tenido acostumbrados, el “Inversor F” ha vuelto a demostrar que, ante situaciones adversas, es capaz de mantener la compostura mejor que el resto y ha producido por encima de sus competidores. En contraposición, los “Inversores C” nos han dejado de una pieza viendo los malos resultados mostrados para lo que nos tenían habituados.

Con respecto al “Inversor A”, muestra unos resultados muy anómalos debido a sus especificaciones técnicas por disponer de unas tensiones de arranque y funcionamiento mayores al resto que, sumado a diferentes pruebas realizadas en el laboratorio que implican que la tensión que recibe de entrada este por debajo de su tensión nominal, sus resultados a la hora de producir se ven negativamente afectados y esto se acentúa de forma significativa en situaciones adversas.

En cuanto a las diferentes tecnologías de módulos analizadas, cabe destacar que, tanto en buenas como malas condiciones, es la “HeteroJunction” la que tiene las de perder es esta competición.

Lo contrario ocurre con la tecnología “Bifacial” que pasa por encima a todos sus rivales tanto en las buenas como en las malas, gracias a presentar una cara del módulo que no se ve afectada por la deposición de partículas y que aporta un pequeño incremento de la producción. Un hueso duro de roer.

En buenas condiciones, cabe destacar que las diferencias entre ellas son más notables y por encima del pelotón asoman la cabeza las tecnologías “Bifacial”, “N-Type” y “Mono HalfCell”.

Sin embargo, en malas condiciones se igualan las fuerzas y parece que todas ellas no difieren tanto en los valores de producción. Es aquí cuando la tecnología monocristalina se muestra claramente superior a la policristalina.

Por último, remarcar que la deposición de las partículas de tierra sobre los módulos no se ha hecho de forma homogénea y algunos de ellos pueden estar más sucios que otros afectando así en la generación del mismo y por lo tanto en los resultados tanto en los inversores como en los módulos. Uno de los pequeños “inconvenientes” de hacer análisis en condiciones reales y no ideales.

Esperemos que haya sido de tu interés y que puedas tomar nota para la próxima calima que pueda acercase por el sur.