Nuevo método de prueba para superficies fotovoltaicas integradas en vehículos (VIPV) curvas

El Grupo de Trabajo 17 del Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica (IEA-PVPS) de la Agencia Internacional de Energía publicó recientemente un informe que muestra una nueva configuración de prueba para superficies fotovoltaicas integradas en vehículos (VIPV) curvas.

Esta investigación abarca los resultados de un estudio de 8 días realizado en agosto de 2023 en Le Bourget Dirac, Francia. Los resultados muestran que la curvatura de las superficies VIPV puede inducir inhomogeneidades de irradiancia de hasta 261 W/m² y de temperatura de hasta 13 °C, respectivamente.

Según los investigadores, los VIPV con un radio de curvatura de 3 metros perdieron el 17% de su energía en tiempo soleado y el 6% en tiempo lluvioso, en comparación con las superficies fotovoltaicas planas.

Durante el experimento, el equipo midió células individuales cada minuto. También analizó cómo el techo fotovoltaico curvo afectaba el rendimiento, la uniformidad de la radiación solar y la temperatura.

Los investigadores sugirieron que, para optimizar el rendimiento energético, los equipos de productos VIPV podrían aumentar la cantidad de canales de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT) y considerar diseñar la superficie fotovoltaica más plana para optimizar naturalmente la recolección de energía.

Sin embargo, cada una de las recomendaciones de optimización presenta desafíos. Bertrand Champion, coautor de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA), declaró a PV Magazine: «Un techo demasiado plano va en contra de la tendencia en la industria automotriz. Además, un mayor número de canales MPPT aumenta el costo de los paneles y la complejidad del sistema».

Chambion dijo que el informe se publicó para generar conciencia entre los fabricantes de equipos originales (OEM), fabricantes de automóviles, partes interesadas e investigadores de la industria fotovoltaica sobre los factores que afectan el rendimiento de los VIPV y las posibles soluciones.

El banco de pruebas de monitorización fotovoltaica exterior descrito en el informe del Grupo de Trabajo 17 se diseñó específicamente para superficies solares curvas en vehículos de pasajeros. El equipo lo utilizó para monitorizar la irradiancia solar y la temperatura, y para recopilar datos para medir los efectos y las inhomogeneidades del ángulo de incidencia en la superficie de un módulo VIPV.

Al construir la configuración de prueba, el equipo optó por diseñar una sola matriz de células solares en lugar de usar fotodiodos comerciales. «Esto es más sencillo, más fácil de integrar y más representativo de la aplicación final», explica Champion. Las mediciones resultantes pueden utilizarse para validar el modelo.

El dispositivo utiliza células solares PERC de tamaño M6 con 9 barras gemelas, dispuestas en una matriz de 5x5, equipadas con termopares, sensores de irradiancia y temperatura. También incluye registradores de datos multicanal, multiplexores, un modelo de techo VIPV y un sistema de gestión de energía (EMS) dedicado para monitorizar los datos de irradiancia y temperatura minuto a minuto.

Se toman mediciones en celdas individuales cada minuto. El panel de prueba experimentó tres escenarios climáticos en un lugar despejado: lluvioso, soleado y nublado. Estaba orientado al sur y montado de forma que representara la orientación aleatoria del vehículo durante la fase de estacionamiento.

De cara al futuro, los investigadores recomiendan un proyecto de un año para recopilar datos representativos, señalando que también se deberían realizar pruebas en otros lugares.