Monitoreo de la eficiencia de paneles fotovoltaicos bajo condiciones de lluvia y polvo

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta el estudio del comportamiento de la eficiencia energética de un panel fotovoltaico policristalino de 300 vatios, alterado por lluvia y polvo, diferenciándolo del sombreado natural o artificial. El panel fue ubicado en campo bajo estas condiciones (lluvia y polvo) de forma independiente. Se desarrolló un sistema de monitoreo remoto vía web utilizando tecnología IoT, con el fin de obtener tanto las variables eléctricas (voltaje y corriente), como las variables ambientales (irradiancia, temperatura de la celda, temperatura ambiente y humedad relativa). Posteriormente, utilizando los datos obtenidos, se modela la ecuación para la potencia de salida del panel, la cual es validada para los siguientes escenarios: 1. Panel en condiciones ideales, o sea completamente limpio. 2. Panel expuesto a condiciones de lluvia, emulando chorros de agua en todas las direcciones con lanza y boquilla de 6.3 milímetros a una velocidad de 12.5 litros por minuto. 3. Panel contaminado con polvo emulado a una medida de talco de 2 kilogramos por metro cúbico. 4. Al panel se le montó una estructura emulando sombreado, tanto de forma parcial como total sobre las celdas solares y de forma parcial sobre el piranómetro. Se contrastan las potencias y la eficiencia, presentando el cambio de eficiencia en porcentajes, con el objeto de reconocer cada caso estudiado, todo con el fin de obtener una herramienta para el mantenimiento veraz y óptimo del panel.

ABSTRACT:In this work the study of the energy efficiency behavior of a 300-watt polycrystalline photovoltaic panel, altered by rain and dust, differentiating it from natural or artificial shading is presented. The panel was located in the field under these conditions (rain and dust) independently. A remote monitoring system was developed via web using IoT technology, in order to obtain both electrical variables (voltage and current), and the environmental variables (irradiance, cell temperature, ambient temperature and relative humidity). Subsequently, using the data obtained, the equation for the output power of the panel is modeled, which is validated for the following scenarios: 1. Panel on ideal conditions, that is completely clean and without any alteration. 2. Panel exposed to rainy conditions, emulating water jets in all directions with lance and nozzle of 6.3 millimeters at a speed of 12.5 liters per minute. 3. Panel contaminated with emulated dust to a talc measure of 2 kilograms per cubic meter. 4. The panel was fitted with a structure emulating shading, both partially and totally on the solar cells and partially on the pyranometer. The powers and efficiency are contrasted, presenting the change in efficiency in percentages, in order to recognize each case studied, all in order to obtain a tool for the truthful and optimal maintenance of the panel.