Las pérdidas por ensuciamiento de la energía fotovoltaica pueden aumentar el coste nivelado de la electricidad (LCOE) de las centrales solares hasta un céntimo por kWh, dependiendo del emplazamiento del proyecto. Dado que se espera que el LCOE medio de la generación solar disminuya a 1-5 céntimos/kWh en todo el mundo para el año 2050, el riesgo de las pérdidas por ensuciamiento es cada vez más importante.
La pérdida de suciedad se define como la pérdida de energía debida a la acumulación de suciedad, polvo y contaminantes orgánicos/inorgánicos en los paneles fotovoltaicos. La suciedad de los módulos puede aumentar el LCOE de las plantas solares de dos maneras: en primer lugar, reduciendo la potencia disponible; y en segundo lugar, aumentando la incertidumbre del rendimiento fotovoltaico y el riesgo financiero.
Para solucionar estos problemas, SolarAnywhere® dispone ahora de estimaciones de pérdidas por suciedad específicas para cada emplazamiento, lo que permite a los propietarios y operadores de instalaciones solares reducir la incertidumbre y diagnosticar con precisión los problemas del mundo real que causan el bajo rendimiento fotovoltaico.
Las pérdidas por suciedad en la fotovoltaica son un factor clave de incertidumbre y riesgo en la producción solar
Dependiendo de la ubicación del proyecto y de la configuración del sistema, la suciedad puede ser una fuente importante de incertidumbre en la producción fotovoltaica y de riesgo financiero. Los estudios han demostrado que las pérdidas por suciedad en la fotovoltaica pueden contribuir a entre el 1 y el 4% de la incertidumbre (1 sigma ) en las estimaciones de producción de energía P50. Predecir con exactitud las pérdidas por suciedad puede ser difícil: un estudio del informe kWh Analytics Solar Risk Assessment 2021 descubrió que las partes interesadas en la energía solar calculan erróneamente el impacto de la suciedad en la generación fotovoltaica y, por lo tanto, aumentan el riesgo de ingresos.
Uno de los principales retos a la hora de estimar con precisión las pérdidas por ensuciamiento es que éstas son muy específicas de cada lugar. Dado que el clima local está siempre en movimiento -cambiando de una estación a otra y de un año a otro-, las pérdidas por ensuciamiento pueden presentar una gran variabilidad estacional e interanual. Por lo tanto, las pérdidas por ensuciamiento pueden variar mucho de un lugar a otro. El NREL ha calculado que las pérdidas anuales por ensuciamiento de la energía fotovoltaica pueden oscilar entre el 0% y el 7% en Estados Unidos y llegar hasta el 50% en algunas partes del mundo.
Entonces, ¿cómo pueden los promotores, propietarios y financiadores de proyectos calcular de forma fiable el riesgo de producción fotovoltaica debido a la suciedad?
Estimaciones de pérdidas por suciedad específicas del lugar utilizando SolarAnywhere
En un estudio en el que se evaluó el impacto de varios parámetros ambientales y meteorológicos, como la precipitación y la velocidad del viento, en las pérdidas por ensuciamiento de las instalaciones fotovoltaicas, el NREL descubrió que los datos de partículas (PM) -principalmente PM10 y PM2,5-son los que más se correlacionan con las pérdidas por ensuciamiento.1 Hasta ahora, la investigación y la validación a gran escala de los modelos de pérdidas por ensuciamiento que incorporan datos de partículas han sido limitadas. Esto se debe, en parte, a la relativa dificultad para acceder a datos actualizados de partículas específicas de cada lugar.
Para apoyar el modelado y la investigación de la pérdida por suciedad, SolarAnywhere ofrece datos de partículas PM10 y PM2,5 a nivel mundial, la primera oferta de este tipo. Ahora, estamos facilitando más que nunca la obtención de estimaciones de pérdidas por ensuciamiento basadas en datos y específicas del lugar, a petición, a través de la API de SolarAnywhere. Los cálculos de pérdidas por suciedad de SolarAnywhere combinan datos meteorológicos de alta fidelidad, incluyendo datos de partículas, con modelos de pérdidas por suciedad de confianza de la comunidad, como el modelo pvlib de la Universidad Estatal de Humboldt (HSU), para estimar el impacto de la suciedad en la generación fotovoltaica.2,3
El acceso global y bajo demanda a las estimaciones de pérdidas por suciedad permite a los promotores y propietarios de instalaciones solares identificar fácilmente las ubicaciones de los proyectos con mayor riesgo de suciedad. Los promedios mensuales de pérdidas por suciedad a largo plazo específicos para cada emplazamiento (por ejemplo, 12×1) pueden utilizarse con programas de modelado energético como PVSyst y PlantPredict para reducir la incertidumbre en las estimaciones de producción fotovoltaica, reduciendo así el riesgo financiero de los proyectos fotovoltaicos. Además, la API de SolarAnywhere facilita el modelado y la comparación de las pérdidas por suciedad para diferentes configuraciones del sistema. Esto puede ser útil para optimizar el diseño del sistema y maximizar el rendimiento fotovoltaico y los ingresos del proyecto.
El mapa mundial de pérdidas por suciedad ilustra las regiones de mayor riesgo
Para ilustrar el valor de estas capacidades de modelado global, generamos un mapa global de pérdidas por ensuciamiento utilizando el modelo de pérdidas por ensuciamiento de HSU y los datos meteorológicos históricos de SolarAnywhere de 2006 a 2020. Para este análisis se consideró un sistema fotovoltaico de inclinación fija a escala de servicio público (50MWdc). La precipitación natural se utiliza como la principal y única fuente de eliminación de polvo en el modelo HSU. El acceso global y bajo demanda a los datos de partículas PM10 y PM2,5 en SolarAnywhere podría apoyar el desarrollo y la evaluación de otros modelos de suciedad a medida que estén disponibles.
El mapa de la figura 1 muestra que, en el caso de los paneles que no se limpian manualmente, las pérdidas de suciedad pueden alcanzar hasta el 35% en el norte de África y Oriente Medio. Esto se debe a la prevalencia de un alto nivel de partículas (como el polvo y la arena) y a las escasas precipitaciones en la zona. Esta tendencia se confirma en un estudio de Li et al. que informó de una reducción del factor de capacidad de más del 30% en las regiones de Oriente Medio y el Sáhara, a pesar de su abundancia de recurso solar disponible.
Datos de pérdida de suciedad modelados frente a los medidos
El cálculo de la incertidumbre de la producción que se debe a la suciedad puede ayudar a determinar si es necesario realizar más diligencias, como la instalación de estaciones de suciedad in situ, para cuantificar con precisión el riesgo potencial de la generación fotovoltaica. En el caso de algunos proyectos de energía solar a escala de servicios públicos, pueden estar disponibles los datos de suciedad de las estaciones de suciedad in situ. La suciedad también puede deducirse de la generación de los activos en funcionamiento.
Aunque los datos medidos con precisión son una referencia importante para comprender las pérdidas por suciedad, el largo historial disponible con los datos modelizados permite situar las mediciones recientes en un contexto histórico. Por ejemplo, ¿se ha visto afectado el lugar del proyecto por un acontecimiento regional de ensuciamiento, como un gran incendio forestal o una tormenta de polvo reciente? ¿O la suciedad fue un fenómeno específico del lugar? Conocer la diferencia entre un acontecimiento puntual y un lugar propenso a la suciedad significa que las partes interesadas pueden planificar y mitigar el problema con mayor eficacia.
Empieza con SolarAnywhere
Los clientes de SolarAnywhere tienen ahora acceso bajo demanda a inteligencia específica basada en datos, como estimaciones de pérdidas por suciedad y nieve, a través de la API de SolarAnywhere®. Con los datos de pérdida por suciedad, los propietarios y operadores de energía solar pueden reducir la incertidumbre en las estimaciones de producción fotovoltaica y diagnosticar con precisión los problemas reales que causan el bajo rendimiento fotovoltaico. Para obtener más información sobre los servicios de datos e inteligencia de confianza de SolarAnywhere, póngase en contacto con nosotros.
Referencias
1 Partículas de 10 micrómetros o menos y de 2,5 micrómetros o menos, respectivamente.
2 L. Micheli, G. P. Smestad, J. G. Bessa, M. Muller, E. F. Fernandez, F. Almonacid, (2021): Tracking Soiling Losses: Assessment, Uncertainty, and Challenges in Mapping. IEEE Journal of Photovoltaics, Volume 12, Issue 1, p. 114-118. DOI: 10.1109/JPHOTOV.2021.3113858. Enlace
3 M. Coello, L Boyle, (2019): Modelo simple para predecir series temporales de ensuciamiento de paneles fotovoltaicos. IEEE Journal of Photovoltaics, volumen 9, número 5, p. 1382-1387. DOI: 10.1109/JPHOTOV.2019.2919628. Enlace
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