Modelamiento de la eficiencia energética de sistemas solares fotovoltaicos para países de América a altas latitudes

Abstract

La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía limpia, reconocida ampliamente por ser una solución para disminuir el efecto del cambio climático a nivel global y satisfacer las necesidades energéticas de manera sostenible. Los sistemas solares fotovoltaicos conectados a la red son una aplicación reciente e innovadora de este tipo de energía y su expansión ha sido creciente a nivel global. Su rendimiento y eficiencia energética depende de múltiples factores entre los cuales se encuentran la radiación solar disponible en el lugar geográfico de la instalación, la orientación e inclinación de los paneles solares, el clima y la calidad de los componentes. Se han implementado modelos matemáticos para calcular las pérdidas ocasionadas por cada uno de estos factores, sin embargo, predecir la eficiencia energética de estos sistemas no es sencillo por las múltiples variables que la afectan. En este trabajo se propone una expresión matemática que permite determinar el Performance Ratio en países de altas latitudes del continente americano, mediante parámetros de entrada como la latitud, la inclinación del panel solar y la temperatura media ambiente del lugar. Esta expresión se obtiene mediante el estudio de las diversas pérdidas en 46 puntos geográficos comprendidos en un intervalo de latitud entre 14.64° y 61.22°, a través de una metodología que ya se había aplicado para países de bajas latitudes. En la aplicación de este modelo se obtienen errores promedio entre el Performance Ratio simulado y ajustado alrededor de 1.68% los cuales son bajos, lo que refleja la confiabilidad de la aproximación.