Análisis preliminar de la tasa de cambio a corto plazo de la irradiancia solar con aplicaciones en energía fotovoltaica

Abstract

Las nubes son la principal fuente de variación de la irradiancia solar a escala de tiempos cortos, del orden de minutos. Analizar estas perturbaciones en la irradiancia global horizontal es de gran interés para los sistemas de generación fotovoltaicos, debido a que estos cambios repentinos afectan la calidad de la energía eléctrica que producen y podrían afectar la integración a la red eléctrica. El objetivo de este trabajo es caracterizar las tasas de variación de corto plazo de la irradiancia solar global en un plano horizontal debido a la nubosidad sobre la ciudad de Buenos Aires. Las mediciones de tierra son obtenidas por un piranómetro Kipp&Zonen CMP-21, perteneciente a la red de radiación solar SAVER-Net. Los resultados del análisis muestran que el mayor número de tasas de variación se da en intervalos de 1 minuto. Se observa que durante el año 2017, se presentaron más de 1300 saltos de 300 W/m². La cantidad de días en los cuales se presentó por lo menos una de estas variaciones fue de 146. Por lo tanto, se concluye que casi un 50% del total de días en un año se producen saltos mayores a 300 W/m². Esto afecta la eficiencia y vida útil de los inversores presentes en los sistemas fotovoltaicos.

The clouds are the main source of variation of solar irradiance on a short time scale, of the order of minutes. Analyzing these disturbances in horizontal global irradiance is of great interest for photovoltaic generation systems, because these sudden changes affect the quality of the electrical energy they produce and their capacity factor. The objective of this work is to characterize the short term variation rates of the global solar irradiance in a horizontal plane due to the cloudiness over the city of Buenos Aires. Earth measurements are obtained by a Kipp & Zonen CMP-21 pyranometer, belonging to the SAVER-Net solar radiation network. The results of the analysis show that the greatest number of variation rates occurs in 1-minute intervals. It is observed that during the year 2017, more than 1300 jumps of 300 W / m² were presented. The number of days in which at least one of these variations occurred was 146. Therefore, it is concluded that almost 50% of the total of days in a year produce jumps greater than 300 W / m². This affects the efficiency and useful life of the investors present in photovoltaic systems.