Validation of an outdoor efficiency model for photovoltaic modules

• Luis Diego Murillo-Soto ^[1] ; Carlos Meza-Benavides ^[2]
  1. [1] Instituto Tecnológico de Costa Rica

     Instituto Tecnológico de Costa Rica

     Oriental, Costa Rica

     
  2. [2] Anhalt University of Applied Sciences
• Localización: Revista Facultad de Ingeniería: Universidad de Antioquia, ISSN-e 2422-2844, ISSN 0120-6230, Nº. 108, 2023, págs. 54-66
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Validación de un modelo de eficiencia exterior para módulos fotovoltaicos
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• Resumen
  • español

    El estudio de la eficiencia de los módulos fotovoltaicos en condiciones exteriores permite determinar su correcto funcionamiento y detectar comportamientos anómalos. Los modelos de eficiencia que están disponibles en la literatura utilizan medidas ad-hoc que son poco prácticas ya que requieren equipos especializados y un largo tiempo de medición usualmente en condiciones de laboratorio para identificar o ajustar los parámetros del modelo. En este artículo, proponemos una ecuación lineal que estima la eficiencia de los módulos fotovoltaicos, usando las mediciones de temperatura del panel y la irradiancia como variables de entrada. La principal contribución es que los parámetros del modelo propuesto se pueden obtener directamente de la información de referencia, en nuestro caso usando la matriz de potencia de según la norma IEC61853-1, con la ventaja que no se requiere ninguna regresión con los datos. El modelo propuesto se validó utilizando datos experimentales obtenidos de tres zonas climáticas diferentes durante todo un año. El modelo muestra el mejor ajuste a los datos de cuatro modelos analizados, y su desviación cuadrática media normalizada para todos los módulos fotovoltaicos es inferior al 3.6%; esta dispersión podría explicarse por el hecho de que los datos del exterior tienen una incertidumbre de alrededor de 3.0%.

  • English

    The study of the efficiency of photovoltaic modules in outdoor conditions allows determining their correct operation and to detect abnormal behavior. Most efficiency models developed use experimental data that are difficult to obtain as they require specialized equipment and a long measurement time under laboratory conditions to identify or adjust the model parameters. In this article, we propose a linear equation that estimates the efficiency of photovoltaic modules using irradiance and back panel temperatura measurements as input variables. The main contribution is that the parameters of the proposed model can be obtained directly from the reference information (IEC61853-1 power values) without any data regression. The proposed model was validated using experimental data obtained from three different climatic zones during a whole year. The model shows the best fit to the data of four analyzed models, and its normalized root mean square deviation for all photovoltaic modules is less than 3.6%; this dispersion could be explained by the fact that the outdoor data have an uncertainty of around 3.0%