Comparando el rendimiento al aire libre con el rendimiento en interiores de módulos bifaciales afectados por la degradación inducida por potencial de tipo polarización
Autores: Colvin, Dylan J.; Molto, Cécile; Smith, Ryan M.; Matam, Manjunath; Hacke, Peter; Li, Fang; Thompson, Brent A.; Barkaszi, James; Tamizhmani, Govindasamy; Seigneur, Hubert P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Comparando el rendimiento al aire libre con el rendimiento en interiores de módulos bifaciales afectados por la degradación inducida por potencial de tipo polarización
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Módulos bifaciales
Fotovoltaicos
Rendimiento
Degradación
PID-p
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los módulos fotovoltaicos bifaciales (PV) tienen la ventaja de utilizar la luz reflejada del suelo para contribuir a la producción de energía. Predecir la ganancia de energía es un desafío y requiere modelos complejos para hacerlo con precisión. A menudo, la degradación del módulo a lo largo del tiempo se ignora en los modelos por simplicidad o se subestima. Comparar el rendimiento de corriente-tensión (I-V) al aire libre y en interiores para módulos bifaciales es más complicado que para módulos monofaciales, ya que hay variables adicionales a considerar, como la no uniformidad del albedo trasero, el desajuste de celdas y sus efectos sobre la temperatura. Este desafío se agrava cuando ocurren modos de degradación heterogéneos, como la degradación inducida por potencial de tipo polarización (PID-p). Para examinar los efectos del PID-p en las predicciones de I-V utilizando un enfoque empírico basado en datos, se instalan 16 módulos bifaciales PERC al aire libre en estantes con diferentes condiciones de albedo. Un subconjunto se expone a sesgos de alto voltaje de -1500 V o +1500 V. Los datos al aire libre se registran en rangos de irradiancia de 150-250 W/m, 500-600 W/m y 900-1000 W/m. Estas curvas se corrigen utilizando la temperatura del módulo de control, la resistividad del cable y la resistencia del módulo medida en interiores. Examinamos varios métodos para transformar las curvas I-V en interiores para aproximar de manera precisa y más simple que los métodos existentes, el rendimiento al aire libre de los módulos bifaciales sin y con diferentes niveles de degradación PID-p. De esta manera, la modelización del rendimiento bifacial puede ser más accesible e informada por módulos degradados en campo. Se utilizan distribuciones de errores porcentuales entre los parámetros de rendimiento en interiores y exteriores y Errores Porcentuales Absolutos Medios (MAPEs) para evaluar la calidad del método. Se discuten los resultados que incluyen datos de baja irradiancia (150-250 W/m), pero se filtran para cuantificar la calidad del método, ya que estos datos introducen errores sustanciales. El método con el mejor compromiso entre bajo MAPE y simplicidad de análisis implica medir el lado frontal de un módulo en interiores a una irradiancia igual a la irradiancia del plano del arreglo más el producto de la bifacialidad del módulo y la irradiancia del albedo. Este método da valores de MAPE de 1-6.5% para el rendimiento de módulos no degradados y de 1.6-5.9% para el rendimiento de módulos degradados por PID-p.
Descripción
Los módulos fotovoltaicos bifaciales (PV) tienen la ventaja de utilizar la luz reflejada del suelo para contribuir a la producción de energía. Predecir la ganancia de energía es un desafío y requiere modelos complejos para hacerlo con precisión. A menudo, la degradación del módulo a lo largo del tiempo se ignora en los modelos por simplicidad o se subestima. Comparar el rendimiento de corriente-tensión (I-V) al aire libre y en interiores para módulos bifaciales es más complicado que para módulos monofaciales, ya que hay variables adicionales a considerar, como la no uniformidad del albedo trasero, el desajuste de celdas y sus efectos sobre la temperatura. Este desafío se agrava cuando ocurren modos de degradación heterogéneos, como la degradación inducida por potencial de tipo polarización (PID-p). Para examinar los efectos del PID-p en las predicciones de I-V utilizando un enfoque empírico basado en datos, se instalan 16 módulos bifaciales PERC al aire libre en estantes con diferentes condiciones de albedo. Un subconjunto se expone a sesgos de alto voltaje de -1500 V o +1500 V. Los datos al aire libre se registran en rangos de irradiancia de 150-250 W/m, 500-600 W/m y 900-1000 W/m. Estas curvas se corrigen utilizando la temperatura del módulo de control, la resistividad del cable y la resistencia del módulo medida en interiores. Examinamos varios métodos para transformar las curvas I-V en interiores para aproximar de manera precisa y más simple que los métodos existentes, el rendimiento al aire libre de los módulos bifaciales sin y con diferentes niveles de degradación PID-p. De esta manera, la modelización del rendimiento bifacial puede ser más accesible e informada por módulos degradados en campo. Se utilizan distribuciones de errores porcentuales entre los parámetros de rendimiento en interiores y exteriores y Errores Porcentuales Absolutos Medios (MAPEs) para evaluar la calidad del método. Se discuten los resultados que incluyen datos de baja irradiancia (150-250 W/m), pero se filtran para cuantificar la calidad del método, ya que estos datos introducen errores sustanciales. El método con el mejor compromiso entre bajo MAPE y simplicidad de análisis implica medir el lado frontal de un módulo en interiores a una irradiancia igual a la irradiancia del plano del arreglo más el producto de la bifacialidad del módulo y la irradiancia del albedo. Este método da valores de MAPE de 1-6.5% para el rendimiento de módulos no degradados y de 1.6-5.9% para el rendimiento de módulos degradados por PID-p.