Que tan grande

El siguiente artículo fue enviado por los expertos en controladores de carga de Morningstar Corp y los expertos en diseño de sistemas fuera de la red de SunWize Power and Battery. Estamos organizando un seminario web de Morningstar el 8 de diciembre, que cubre las innovaciones de inversores fuera de la red. Regístrese aquí para unirse a nosotros en vivo o para verlo a pedido.

El módulo solar de 24 V nominales de 72 celdas de "formato grande" ha sido un elemento básico del diseño de sistemas solares industriales y otros fuera de la red durante varias décadas. Durante gran parte de ese tiempo, los tamaños de celdas y módulos han ido creciendo. Si bien estos aumentos históricamente han sido lineales e incrementales, en los últimos años se han acelerado. Un factor importante que impulsa esta tendencia es el hecho de que los diseñadores solares residenciales y comerciales a escala de servicios públicos conectados a la red que también implementan módulos de 72 celdas necesitan tamaños de celdas más grandes para aumentar la producción de energía total del módulo solar.

Debido a que aumentan la potencia de manera más rentable, las celdas y módulos más grandes pueden acomodar cargas más grandes y pueden ofrecer una mayor "autonomía" solar en regiones con luz solar más limitada (menor insolación). Además de los ahorros de costos iniciales, la energía adicional de estos módulos más grandes puede mejorar la salud de la batería en sitios fuera de la red al producir un estado de carga (SOC) promedio más alto de la batería cuando la carga que el sistema está ejecutando no aumenta. Dado que las baterías suelen ser el componente más caro en un sistema solar fuera de la red, esto mejora enormemente el ROI en términos de costos de batería y el tiempo y esfuerzo para reemplazarlos.

La tecnología, la competencia y las economías de escala han hecho bajar los precios de los módulos a lo largo de los años, reduciendo el costo por vatio. Los fabricantes de módulos también han estado ajustando el Voc y el Isc de estos módulos más grandes para ayudar a que los grandes proyectos conectados a la red residenciales, comerciales y de escala de servicios públicos se beneficien de costos reducidos asociados con cajas de conexiones, estanterías, cimientos, cableado e instalación. Estos beneficios superan cualquier consecuencia negativa que los módulos de celdas grandes puedan tener en los diseños de sistemas grandes conectados a la red.

Sin embargo, es poco probable que la mayoría de los sistemas fuera de la red, que generalmente consisten en solo unos pocos módulos, vean esos mismos ahorros de costos. Esto significa que los módulos más grandes presentan las siguientes posibles consecuencias negativas para los diseñadores fuera de la red:

Consideraciones sobre el peso del módulo. Los módulos más pesados ​​pueden aumentar los costos de transporte e instalación, así como la necesidad de estanterías. Los aumentos de peso de los módulos también pueden afectar las implementaciones porque OSHA y otras reglamentaciones (y simplemente la practicidad) pueden requerir dos personas en lugar de una para levantar módulos más grandes y pesados ​​a su posición. Aunque los proyectos conectados a la red también pueden verse afectados por módulos más pesados, los proyectos fuera de la red son más sensibles a ellos porque a menudo implementan menos instaladores (a veces solo una persona), y es más probable que los sistemas fuera de la red dependan de montajes y soportes que no son tan grandes y estables como los asociados con los grandes sistemas solares conectados a la red a gran escala.

Aumento de los efectos del área de superficie. Los problemas potenciales aquí involucran áreas con velocidades de viento más altas, fuertes nevadas y más. Esto es especialmente preocupante con las aplicaciones de advertencia/señalización de tráfico y telecomunicaciones móviles, donde los sistemas modificados con nuevos módulos se trasladan a nuevas ubicaciones que pueden encontrar velocidades de viento más altas.

Debido a la fuerte demanda de la industria conectada a la red a escala de servicios públicos, la tendencia de módulos más grandes continuará. Dado que el mercado fuera de la red es mucho más pequeño que el mercado solar conectado a la red, es fácil que los fabricantes de módulos pasen por alto las preocupaciones relacionadas con los diseñadores de sistemas fuera de la red. Afortunadamente, a la larga, a medida que el precio de estos nuevos módulos más grandes continúa cayendo, la tendencia de los módulos más grandes también beneficiará a los diseñadores fuera de la red, siempre que los diseñadores identifiquen, comprendan y ajusten en consecuencia para mitigar las posibles consecuencias negativas.

Sin embargo, a corto plazo, los diseñadores fuera de la red deben ser conscientes de los peligros potenciales de los módulos más grandes y asegurarse de diseñar sus sistemas en torno a ellos. Los cambios en las características eléctricas de los módulos de un año a otro, que solían ser pequeños y predecibles, ahora deberán examinarse más detenidamente.

Para las empresas que carecen de recursos de diseño solar dedicados, el primer paso es considerar los beneficios de la educación/capacitación adicional y los recursos en línea, como calculadoras de cadena fuera de la red, además de buscar ayuda de terceros experimentados para navegar a través de estos cambios.

Para obtener información más detallada sobre este tema, puede ver un seminario web grabado presentado por SunWize Power & Battery y Morningstar Corporation aquí.

Marcos McHenryes el gerente de marketing de Morningstar Corp., líder en controladores e inversores de carga solar.

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Otra nueva innovación son los módulos de media celda. Estos módulos usan el doble del número de medias celdas con los módulos divididos por la mitad en cadenas paralelas de celdas. Por ejemplo, un módulo de 120 medias celdas tiene el mismo voltaje que un módulo de 60 celdas con dos tramos de 60 medias celdas en paralelo. Esto puede marcar una gran diferencia cuando hay sombra parcial en uno de los módulos, ya que aún producirá al menos el 50 % de la corriente de salida en Vmp. Hay otros beneficios de estos módulos de media celda, incluida una eficiencia ligeramente mejor. Tenemos un documento sobre esto. https://www.morningstarcorp.com/wp-content/uploads/technical-doc-new-higher-voltage-perc-and-half-cell-solar-pv-modules-en.pdf