Proyecto de Graduación
Optimización del ratio dc/ac de sistemas fotovoltaicos en función de su ubicación geográfica
Autor
Javier Alfredo Amaya Yaegyy
Resumen
A medida la tecnología va logrando un mayor desarrollo, las tendencias de diseño de los sistema fotovoltaicos también progresan. Esto se ve reflejado al determinar el ratio DC/AC, el cual es una razón de diseño y parámetro técnico en un sistema fotovoltaico que surge a partir de la existencia de una potencia instalada en DC, proveniente de los módulos solares, y una potencia instalada en AC, proveniente de los inversores. La investigación se ha realizado en busca del ratio DC/AC óptimo para un sistema solar fotovoltaico en función de su ubicación geográfica. Ya que los módulos usualmente no alcanzan su potencia nominal debido a las condiciones de operación distintas a las de prueba en laboratorio, y pérdidas en el sistema, usualmente se recurre a exceder la potencia DC con respecto a la potencia AC para contrarrestar este problema y obtener mayor generación de energía manteniendo la capacidad nominal AC. La investigación fue desarrollada bajo un enfoque cuantitativo. La potencia DC, la potencia AC y la irradiancia fueron designadas como variables independientes, mientras que la energía y el LCOE fueron las variables dependientes. Como instrumento principal fue utilizado PVsyst, software con el cual fueron realizadas simulaciones de dos modelos con potencias de 500 kWac y 25 MWac, respectivamente, con escenarios diferentes para cada modelo, de ratios DC/AC dentro de un rango de entre 1.00 y 2.00. Como resultados fue descubierto que la generación de energía en función del ratio DC/AC aumenta hasta llegar a un punto que se mantiene constante. La curva del LCOE en función del ratio ha resultado ser una parábola cóncava hacia arriba, lo cual indica que hay un ratio óptimo ubicado en el vértice de la parábola. Fue descubierto un ratio óptimo de entre 1.45 y 1.50 para San Pedro Sula, Cortés, Honduras, como ubicación elegida para la investigación. As the technology becomes more developed, the design trends of photovoltaic systems also progress. This is reflected when determining the DC/AC ratio, which is a design ratio and technical parameter in a photovoltaic system that arises from the existence of an installed power in DC, coming from the solar modules, and an installed power in AC, coming from the investors. The research has been carried out in search of the optimal DC/AC ratio for a photovoltaic solar system based on its geographical location. Since the modules usually do not reach their nominal power due to operating conditions other than those of laboratory tests, and losses in the system, it is usually resorted to exceeding the DC power with respect to the AC power to counteract this problem and obtain increased power generation while maintaining AC rated capacity. The research was developed under a quantitative approach. DC power, AC power, and irradiance were designated as independent variables, while power and LCOE were the dependent variables. As the main instrument, PVsyst was used, a software with which simulations of two models with powers of 500 kWac and 25 MWac, respectively, were carried out, with different scenarios for each model, of DC/AC ratios within a range of between 1.00 and 2.00. As a result, it was discovered that the power generation as a function of the DC/AC ratio increases until it reaches a point that remains constant. The curve of the LCOE as a function of the ratio has turned out to be a concave upwards parabola, which indicates that there is an optimal ratio located at the vertex of the parabola. An optimal ratio of between 1.45 and 1.50 was discovered for San Pedro Sula, Cortés, Honduras, as the location chosen for the investigation.