Cómo el seguimiento de un solo eje puede mejorar la eficiencia de generación de energía de las plantas de energía solar
Obtener una mejor cosecha de energía y maximizar el retorno de la inversión son los objetivos principales para los propietarios y desarrolladores de plantas solares a escala de servicios públicos.
Hoy en día, el enfoque se está desplazando hacia los seguidores solares, estructuras motorizadas que orientan los paneles fotovoltaicos hacia el sol para captar más luz solar directa durante el día, como un medio confiable para lograr estos objetivos. Según un informe de investigación reciente de la firma de analistas IHS, los seguidores de un solo eje serán el tipo preferido de equilibrio de la estructura del sistema montada en el suelo para los módulos fotovoltaicos en los EE. UU. Este año. De hecho, los seguidores de un solo eje aumentan la producción de la planta hasta un 25% en comparación con las instalaciones de inclinación fija.
La producción de energía de una planta solar equipada con seguidores de un solo eje se puede optimizar aún más mediante la implementación de un proceso de seguimiento eficiente. Los cálculos de rendimiento básicos consideran un terreno perfectamente plano. Sin embargo, ningún campo es completamente plano. Las pendientes y las irregularidades del terreno generan pérdidas de producción que conviene anticipar correctamente. El experto en seguimiento solar tuvo en cuenta esas variaciones en el terreno y desarrolló SMARTracking, un proceso de seguimiento de dos pasos patentado inteligente para abordar el impacto de los campos no planos y generar hasta un 5% de rendimiento adicional anualmente, en comparación con otras soluciones básicas. Echemos un vistazo a cómo funciona.
Paso 1: Compensación de las irregularidades de la tierra durante la fase de estudio de diseño
El primer paso de este proceso consiste en una optimización tridimensional del diseño de la planta en la fase de estudio de diseño del proyecto. Antes de realizar un estudio 3D de la planta, se crea y optimiza un diseño de planta 2D de acuerdo con la forma de los bordes del sitio de la planta.
La optimización 3D comienza con un análisis topográfico detallado del terreno. Permite determinar la altura perfecta de cada pila de seguidores para alisar al máximo la superficie de los módulos solares de la planta y reducir la necesidad de nivelación. En consecuencia, se reduce el sombreado mutuo entre tablas, lo que reduce los períodos de retroceso y optimiza el rendimiento energético. Además, también evita el corte de pilotes in situ.
Imagen 1: optimización de pilotes y alisado de superficies
Este estudio da como resultado la creación de un cuadernillo de pilotes, documento en el que se registra el posicionamiento tridimensional de cada pilote rastreador en la planta.
Imagen 2: ejemplo de un diseño 3D con varios seguidores solares
Paso 2: implementación del seguimiento individual durante la fase de construcción
Una vez que los pilotes se hincan al comienzo de la fase de construcción, su posicionamiento real en el sitio se recopila y se registra en un documento, llamado estudio de construcción. A continuación, se desarrolla e implementa el programa de seguimiento individual en función de los valores registrados. Este programa corresponde a una rutina personalizada dentro de cada unidad de control de motor que incluye una estrategia de retroceso (panel sobre panel para evitar sombras).
El algoritmo de seguimiento, implementado en el PLC centralizado, calcula el ángulo optimizado en tiempo real y para cada motor. Este ángulo se determina de acuerdo con la ubicación exacta de las tablas de un rastreador en particular y sus vecinos.
Imagen 3. Ejemplo de cinemática individual de dos seguidores.
(los círculos naranjas indican la tabla crítica que define el ángulo de seguimiento del rastreador)
Cada seguidor solar tiene la posición más adecuada en cualquier momento del día y su control es individualizado, lo que maximiza la irradiación recibida y mejora la producción de energía en comparación con un enfoque de retroceso global.
Es más, el levantamiento según construcción es la base para un análisis de brechas entre el folleto de pilotes inicial y el posicionamiento real de los pilotes en el sitio. Este estudio tiene como objetivo detectar cualquier incumplimiento que pueda resultar en una imposibilidad creciente, evitando así una posible pérdida de tiempo.
SMARTracking es el resultado de este proceso de dos pasos, cada uno de los cuales conduce a ganancias de energía específicas. Los dos pasos son independientes entre sí.
Estudio de caso: SMARTracking en un proyecto de planta fotovoltaica de 6,7 MWp en Francia: una ganancia de producción adicional del 5%
Pongamos ahora cifras reales en términos de producción y ganancias de ingresos en este proceso de seguimiento de dos pasos patentado, analizando un proyecto de planta fotovoltaica de 6,7 MWp situado en el suroeste de Francia.
La siguiente tabla resume los datos del proyecto.
| Ubicación del sitio | Suroeste de Francia |
| Capacidad de la planta | 6,7 MWp |
| Número de seguidores solares de un solo eje Exotrack HZ | 48 |
| Rendimiento energético anual | 8750 MWh / año |
| Tipo de módulos fotovoltaicos | 72c Monocristalino 315 Wp |
La siguiente tabla indica los datos relacionados con la topografía del sitio.
| Pistas locales | Pendiente sur | Pendiente este | Pendiente norte / este | Pendiente sur / este |
| Mínimo | -4,02% | -6,45% | -4,39% | -4,75% |
| Máximo | 4,58% | 7,51% | 5,78% | 6,46% |
| Promedio | 1,21% | 1,34% | 1,15% | 1,28% |
Al implementar el proceso SMARTracking en esta planta fotovoltaica equipada con seguidores de un solo eje Exotrack HZ, se logró un aumento adicional del rendimiento del 5% anualmente. Esto da como resultado un aumento de ingresos de $ 880,000 en 20 años, basado en un PPA de 100 $ / MWh. Los siguientes resultados fueron validados por una firma de asesoría técnica independiente, kiloWattsol.
| Ganancias de producción con SMARTracking | Ganancias de irradiación | Ganancias de producción |
| Paso 1. Optimización del diseño de la planta en 3D | 1,8% | 2,1% (185 MWh / año) |
| Paso 2. Seguimiento individual | 2,5% | 2,9% (255 MWh / año) |
| Seguimiento inteligente (paso 1 y paso 2) | 4,3% | 5% (440 MWh / año) |
| Aumento de ingresos con SMARTracking | Ejemplo 1 de PPA | Ejemplo 2 de PPA | ||
| PPA | 100 $ / MWh | 80 € / MWh | 62 $ / MWh | 50 € / MWh |
| Incremento anual de ingresos gracias a SMARTracking | $ 44 000 | 35 000 € | $ 27,125 | 21 875 € |
| Aumento de ingresos generado por SMARTracking durante 20 años | $ 880 000 | 700 000 € | $ 542.000 | 437 000 € |
