Desarrollan un sistema de seguimiento solar que aumenta la producción eléctrica de las plantas fotovoltaicas

Un equipo de investigación de la Universidad de Córdoba ha desarrollado un método con el que amplía el rendimiento de las fotoeléctricas sin requerir un gasto extra para las plantas. La técnica incide en el sistema de control de movimiento mediante un reajuste en la configuración del software de los paneles con el que se podría aumentar casi un 2% la producción actual de energía solar. Esta cantidad supone el consumo de más de 47.000 hogares en España en un año.

El método que proponen desvía la dirección de los paneles de la posición solar para evitar el sombreado cuando sea necesario y conseguir un mayor rendimiento.

Mediante una ecuación, los expertos han conseguido que los paneles solares aprovechen mejor la luz que les llega. Así lo detallan en el artículo ‘A novel backtracking approach for two-axis solar PV tracking plants’ publicado en la revista Renewable Energy en el que demuestran cómo las placas evitan sombreados que impiden que ejerzan su función en ciertas horas del día con un simple reajuste en las órdenes de movimiento que reciben.

Actualmente, las placas solares se mueven por ecuaciones basadas en el movimiento astronómico del sol. Miran hacia al este por la mañana y van girando durante el día hasta situarse hacia el oeste al atardecer. “Principalmente en las primeras y últimas horas del día se producen sombras entre los paneles que reducen su producción, pero con el nuevo modelo que proponemos logramos evitar el sombreado, ya que las placas pueden seguir trayectorias distintas y no molestarse unas a otras”, afirma a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Córdoba Rafael López, autor del artículo.

Los investigadores de la Universidad de Córdoba Isabel Moreno,Rafael López y Francisco J. Casares, autores del artículo.

El trabajo realizado por los investigadores es el primero que modifica la configuración de los movimientos mediante la aplicación de una sola ecuación. Así logran optimizar el seguimiento solar teniendo en cuenta las incidencias que reducen la captación de energía en cada planta concreta. Plantean con un sólo cambio en el software que gestiona el movimiento de las placas, sin necesidad de inversión alguna, el aumento directo de la rentabilidad de las plantas.

Plantas fotovoltaicas más eficientes

Los seguidores solares son los sistemas que se utilizan para determinar el movimiento que deben seguir los paneles. Son controlados por ingenieros que los revisan y ajustan dependiendo de las condiciones del tiempo y de las estaciones. Su funcionamiento es similar en todas las plantas eléctricas.

Los expertos plantean un simple cambio en la configuración de estos sistemas que incluya  la ecuación que proponen para maximizar el rendimiento, especialmente en los paneles de dos ejes, ya que pueden orientarse tanto horizontal como verticalmente, consiguiendo cualquier disposición y, de esta manera, captar la mayor incidencia de luz posible. Aún así, el modelo descrito en el artículo puede aplicarse de igual manera en los de un solo eje con similares resultados.

La configuración del sistema logra el aumento directo de la rentabilidad de las plantas sin necesidad de inversión adicional.

Los métodos comúnmente utilizados se apoyan en el seguimiento astronómico que tiene en cuenta el ángulo formado entre los rayos solares directos y la superficie de los paneles. Buscan que la incidencia directa de la luz, aquella que proviene directamente del Sol, sea la más alta posible y se configuran para que este ángulo se mantenga. Pero en días nublados, cuando el sol no es visible o cuando los módulos PV se sombrean entre sí, la radiación directa no llega a las placas y, por lo tanto, la captación no es máxima en las posiciones indicadas por los modelos anteriormente mencionados.

Para evitar esto, los autores han profundizado en la técnica llamada de retroseguimiento que consiste en desviar la dirección de los paneles de la posición solar para evitar el sombreado cuando sea necesario y conseguir un mayor rendimiento.

El modelo tiene en cuenta la geometría de la posición del sol y la tierra, así como la de las plantas solares, incluyendo en el estudio otras formas de placas además de las rectangulares convencionales. También incorporan en el trabajo diversas distribuciones y superficies topográficas de los campos solares, lo que aporta la información necesaria para cada planta concreta.

Además, los expertos han determinado y comparado los efectos de los diferentes modos de seguimiento considerando también la radiación global, que incluye la del cielo dispersa al atravesar la atmósfera, y no sólo la directa, típica del seguimiento astronómico.

El estudio se ha financiado por el programa marco Horizonte 2020 de la Unión Europea, a través del CLARA project, y la colaboración de la empresa Magtel Operaciones SL.

Referencias

Luis Manuel Fernández de Ahumada,  José Cristóbal Ramírez Faz, Rafael López Luque, Marta Varo Martínez, Isabel María Moreno García y Francisco José Casares de la Torre. ‘A novel backtracking approach for two-axis solar PV tracking plants’. Renewable Energy. 2020

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