Paneles Solares (PV) y Voltajes
Para las personas que son nuevas en la energía fotovoltaica (PV), desbloquear los misterios detrás de la jerga y los acrónimos es una de las tareas iniciales más difíciles. En cuanto a la tensión, los módulos fotovoltaicos tienen muchas figuras de tensión diferentes asociadas a ellos. Empezaremos con las fáciles y seguiremos desde allí. En este artículo, aprenderás sobre:
- Voltaje en Circuito Abierto (VOC)
- Voltaje a Potencia máxima (VMP o VPM)
- Voltaje nominal
- VOC corregido por temperatura
- Coeficiente de Temperatura de Voltaje
- Medición de Voltaje y Pruebas de paneles solares
Voltaje en circuito abierto (VOC)
El voltaje en circuito abierto es el voltaje que se lee con un voltímetro o multímetro cuando el módulo no está conectado a ninguna carga. Es de esperar que este número aparezca en la hoja de especificaciones y en la etiqueta de un módulo fotovoltaico.
Este voltaje se usa cuando se prueban módulos recién sacados de la caja, y se usa más tarde cuando se realizan cálculos de COV corregidos de temperatura en el diseño del sistema. Puede consultar la siguiente tabla para encontrar valores típicos de COV para diferentes tipos de módulos fotovoltaicos cristalinos.
| Nominal Voltage | VOC – typical | VMP – typical | # of cells in series |
|---|---|---|---|
| 12 | 21 | 17 | 36 |
| 18 | 30 | 24 | 48 |
| 18 | 33 | 26 | 54 |
| 20 | 36 | 29 | 60 |
| 24 | 42 | 35 | 72 |
Voltage at Maximum Power (VMP or VPM)
Voltage at la potencia máxima es la tensión que se produce cuando el módulo está conectado a una carga y funciona a su salida de rendimiento máximo en condiciones de prueba estándar (STC). Esperaría ver este número en una hoja de especificaciones de módulos y una etiqueta adhesiva. VMP está en el lugar de la curva en una curva I-V; donde está la mayor potencia de salida del módulo.
Es importante tener en cuenta que este voltaje no se mide fácilmente y tampoco está relacionado con el rendimiento del sistema per se. No es raro que una carga o un banco de baterías reduzca el VMP de un módulo o matriz a unos pocos voltios más bajos que el VMP mientras el sistema está en funcionamiento.
La potencia nominal de un módulo fotovoltaico se puede confirmar en los cálculos multiplicando el VMP del módulo por la corriente a potencia máxima (IMP). El resultado debe darle potencia en el punto de máxima potencia, lo mismo que la potencia de la placa de identificación del módulo.
El VMP de un módulo generalmente resulta ser de 0,5 voltios por celda conectada en serie dentro del módulo. Puede hacer referencia al gráfico para encontrar valores típicos de VMP para diferentes tipos de módulos cristalinos.
Voltaje nominal
El voltaje nominal es el voltaje que se usa como método de clasificación, como un arrastre de los días en que los sistemas de baterías eran lo único que funcionaba. NO esperaría ver este número en la hoja de especificaciones y la etiqueta de un módulo fotovoltaico. Esta nomenclatura funcionó muy bien porque la mayoría de los sistemas tenían bancos de baterías de 12 V o 24 V. Cuando tenías que cargar una batería de 12 V, usabas un módulo de 12 V, fin de la historia. Lo mismo ocurrió con los sistemas de 24V.
Debido a que la carga era el único juego en la ciudad, las necesidades de las baterías dictaban cuántas celdas dentro de la fotovoltaica debían cablearse en serie o en paralelo, de modo que en la mayoría de las condiciones climáticas los módulos solares funcionaran para cargar la(s) batería (s).
Si hace referencia a la tabla, puede ver que los módulos de 12 V generalmente tenían 36 celdas cableadas en serie, que a lo largo de los años se encontró que era el número óptimo para la carga confiable de baterías de 12 V. Es lógico pensar que un sistema de 24 V vería los números duplicados, y es cierto en el gráfico. Todo funcionaba muy bien en este sistema solar fuera de la red y evolucionó a lo largo de la misma nomenclatura, de modo que cuando tenías una batería de 12 V y querías energía solar, sabías que tenías que conseguir un módulo de «12 V» y un controlador de «12 V».
A pesar de que el voltaje del módulo solar podría estar en 17VDC, y el controlador de carga se cargaría a 14V, mientras que el inversor funcionaba felizmente a una entrada de 13VDC, todo el sistema se componía de componentes «nominales» de 12V para que todos funcionaran juntos. Esto funcionó bien durante un buen tiempo hasta que la tecnología de punto de máxima potencia (MPPT) estuvo disponible y comenzó a aparecer.
Esto significaba que no todos los PV estaban necesariamente cargando baterías, y que a medida que la tecnología MPPT evolucionaba, incluso cuando se usaba PV para cargar baterías, ya no se requería que usara el mismo voltaje nominal que su banco de baterías.
Inversores de cadena y cambió el juego por módulos, ya que ya no estaban obligados en su diseño a estar sujetos a las necesidades de voltaje de las baterías de ciclo profundo. Este cambio permitió a los fabricantes fabricar módulos basados en el tamaño físico, las características de potencia y el uso de otros materiales que producían voltajes de módulos completamente ajenos a las baterías.
El primer y más popular cambio ocurrió en lo que ahora se denominan generalmente módulos «nominales» de 18V. No hay bancos de baterías de 18 V para sistemas de energía renovable. Los módulos adquirieron este nombre porque su recuento de celdas y sus clasificaciones de voltaje funcional los colocan justo entre las dos categorías existentes de módulos fotovoltaicos «nominales» de 12 V y 24 V. Muchos módulos siguieron con 48 a 60 celdas, que producían voltajes que no coincidían directamente con los componentes nominales del sistema de 12 V o 24 V.
Para evitar el mal diseño del sistema y la confusión, el apodo de 18V fue adoptado por muchos en la industria, pero en última instancia puede haber creado más confusión entre los principiantes que no entendían la relación entre las celdas en serie, VOC, VMP y voltaje nominal. Con esta comprensión, las cosas se vuelven mucho más fáciles, y el gráfico debería ayudar a desbloquear parte del misterio.
COV con corrección de temperatura
El valor de COV con corrección de temperatura es necesario para garantizar que, cuando las temperaturas frías eleven el COV de una matriz, no se dañen otros equipos conectados, como controladores MPPT o inversores de conexión a red. Este cálculo se realiza de una de dos maneras. La primera forma consiste en usar el gráfico en NEC 690.7. La segunda forma consiste en hacer cálculos con el Coeficiente de Temperatura de Voltaje y la temperatura local más fría.
Coeficiente de temperatura de voltaje
Este valor representa el cambio de voltaje basado en la temperatura. Generalmente se utiliza para calcular situaciones de temperatura fría / Voltaje más alto para la selección de matrices y componentes en climas más fríos. Este valor puede presentarse como un cambio porcentual de tensiones STC por grado o como un cambio de valor de tensión por cambio de temperatura de grado. Esta información no se encontraba fácilmente en el pasado, pero ahora se ve más comúnmente en páginas de especificaciones y, a veces, en pegatinas de módulos.
Medición de voltaje y Pruebas de paneles solares
Los voltajes se pueden leer en un módulo fotovoltaico con el uso de un voltímetro o multímetro. Lo que verá a continuación es un ejemplo de un voltímetro que mide COV con una caja de conexiones. Esta sería la vista desde la parte posterior del módulo FOTOVOLTAICO.
