Ingeniería Eléctrica · 2020
Estudio de la afectación del sombreamiento en un sistema fotovoltaico ubicado en el municipio de Barrancabermeja
Este trabajo de grado presenta un estudio sobre la afectación de sombreamiento de un sistema fotovoltaico instalado sobre la terraza de un edificio ubicado en el Municipio de Barrancabermeja (Santander), el cual se basa en la comparación cuantitativa de pérdidas de energía y cantidad de paneles fotovoltaicos afectados por la presencia de una torre de comunicaciones instalada cerca de la edificación. Este estudio se fundamenta principalmente en simulaciones basadas en las tres tecnologías de inversores más utilizadas en instalaciones fotovoltaicas (string, centralizado y microinversores), que permite comparar el desempeño de éstas ante presencia de sombras parciales. Inicialmente, se construye el modelo virtual de la instalación y la torre de comunicaciones ubicada en el sureste de la edificación a través del software de diseño SketchUp. Este modelo es importado por la herramienta de diseño de instalaciones fotovoltaicas PVsyst con el objetivo de evaluar el comportamiento del sistema. Luego, se realiza un perfil de sombreamiento para cada una de las tecnologías de inversores implementadas en este estudio, que permite analizar el comportamiento de las sombras y su repercusión negativa en el desempeño del sistema, estimando el porcentaje de paneles FV afectados, horarios críticos, pérdidas de energía y posibles soluciones para el desarrollo del proyecto.
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Contenido
- Introducciónp. 12
- 1. Generalidades del trabajo de gradop. 14
- 1.1 Ubicaciónp. 14
- 1.2 Condiciones Climáticasp. 15
- 1.3 Descripción del Sistemap. 16
- 1.4 Modelado del Sistemap. 20
- 1.4.1 Software SketchUpp. 21
- 1.4.2 Software PVSYSTp. 22
- 1.5 Metodologíap. 24
- horarios críticosp. 26
- 2.1 Secuencia de sombreamientop. 27
- 2.2 Presencia de sombras sobre el sistema FVp. 28
- una torre de comunicacionesp. 33
- 3.1 Simulación y análisis de resultados para el sistema FV sin sombreamientop. 34
- 3.1.1 SFV con microinversoresp. 34
- 3.1.2 SFV con inversor centralizadop. 34
- 3.1.3 SFV con inversores en stringp. 34
- 3.1.4 Análisis comparativo entre las diferentes tecnologías sin sombreamientop. 36
- 3.2 Simulación y análisis resultados para sistema FV con sombreamientop. 37
- 3.3 Análisis comparativo del sistema FV con y sin sombrap. 39
- 3.4 Cálculo pérdidas de energía por presencia de sombras parcialesp. 41
- 4. Posibles solucionesp. 47
- 4.1 Solución A:p. 47
- 4.2 Solución Bp. 48
- 5. Conclusionesp. 51
- Referencias Bibliográficasp. 53
- Apéndicesp. 55
- Figura 1. Ubicación georreferencial del edificio ubicado en Barrancabermeja (Santander)p. 15
- Figura 2. Datos meteorológicosp. 16
- Figura 3. Disposición real de paneles fotovoltaicosp. 17
- Figura 4. Parámetros y características del sistema FVp. 19
- tipos de tecnologías de inversoresp. 20
- Figura 6. Modelado del edificio y torre de comunicacionesp. 21
- Figura 7. Perspectiva del campo FV y situación de sombreado cercanop. 23
- Figura 8. Diagrama de Iso-sombreadosp. 24
- Figura 9. Disposición de los paneles en el sistema FVp. 26
- Figura 10. Secuencia de sombreamiento para el día 1 de septiembrep. 28
- afectaciónp. 29
- durante el año 2018p. 31
- Figura 13. Porcentaje de sombreamiento respecto horario diariop. 32
- Figura 14. Promedio de sombra diario durante el año 2018p. 33
- Figura 15. Balances y resultados principales de cada una de las tecnologías de inversoresp. 35
- tecnologías de inversoresp. 20
- Figura 17. Descripción del sistema solar fotovoltaicop. 44
- Inversores en stringp. 19
- Figura 19. Inversión respecto a los ingresos anuales según la tecnologíap. 46
- Figura 20. Evaluación económica por parte de la empresa MYM torres ingeniería en alturasp. 48
- Figura 21. Alternativa de solución para reducir el impacto por sombras parcialesp. 49
- Tabla 1. Características eléctricas panel Trina Solar TSM-PD14p. 17
- Tabla 2. Características eléctricas de los Microinversores IQ6PLUSp. 18
- Tabla 3. Caracterización de paneles afectados durante el año 2018p. 30
- Tabla 4. Cantidad de energía generada en AC para cada una de las tecnologías de inversoresp. 37
- presencia de sombras parcialesp. 40
- parcialesp. 41
- sombrap. 40
- Tabla 8. Comparación de costos y pérdidas de energía anual causadas por el sombreamientop. 42
- Tabla 9. Costo de energía generada (AC) anualp. 43
- Tabla 10. Caracterización de la nueva distribución de panelesp. 50
- Tabla 11. Análisis de reducción de pérdidas ocasionadas por sombrap. 51
- Apéndice A. Marco teórico y marco legal regulatoriop. 55
- Apéndice B. Graficas del sistema FV con sombreamientop. 61