Comparación entre un piranómetro clase B comercial y un radiómetro fotovoltaico desarrollado en el departamento energía solar

Abstract

En este trabajo se analiza el desempeño de un radiómetro fotovoltaico fabricado en el Departamento Energía Solar (DES) de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y se realiza la comparación con un piranómetro clase B. Ambos sensores calibrados se montaron en una estructura con un ángulo de inclinación que permite registrar la radiación incidente en ese plano. Los datos se recolectaron durante un periodo de doce meses utilizando un sistema de adquisición comercial que fue automatizado específicamente para la aplicación. El muestreo se realizó cada un segundo, se almacenó el promedio cada un minuto junto con su desviación estándar. La metodología consistió primeramente en calcular las diferencias porcentuales entre las mediciones del piranómetro de referencia clase B y el sensor fotovoltaico. Luego se prepararon dos series de datos con los registros de radiación horaria de cada uno de los sensores. Con estas series se simuló un sistema fotovoltaico conectado a la red de 85 kW. Los resultados mostraron que para los valores de rendimiento energético mensual las diferencias entre ambas simulaciones no superaron el 4 % salvo para el mes de diciembre donde se obtuvo una diferencia del 11 %. Para la mayoría de los meses la diferencia porcentual obtenida es menor al error del simulador. En el caso del rendimiento anual el porcentaje de diferencia que se obtuvo fue de 2% siendo el error del simulador del orden del 3%.

The performance of a custom design photovoltaic sensor is presented in this paper. The photovoltaic sensors are made by the Energy Department of the National Commission of Atomic Energy in Argentine. The objective of the work was to analyze the performance of the sensor to use it in energy yield calculations for photovoltaic systems. The custom-made sensor was compared with a class B commercial pyranometer. Both sensors were calibrated and mounted in a structure with and angle of 34° to measure the radiation of the plane of an array installed in the roof of the building. Data were collected for 12 months with a commercial datalogger which was automatized for this application. The sampling was set to one second and while recording each minute the instantaneous value, the mean value of the interval selected and its standard deviation. There were analyzed the distribution of the percentual difference between the photovoltaic sensor and the class B pyranometer hourly integrals and daily integrals and their behavior with the clear sky index and zenith angle. Once the measurements of the solar radiation in the plane of array were characterized the weather series were built. An 85-kW photovoltaic system connected to the grid was simulated using the measurements of the pyranometer and the photovoltaic sensor. The percentual differences found in the monthly energy yield were up to 4 % but December. The annual energy yield percentual difference was up to 2 % being the simulator error in the order of 3 %.