De los aspectos externos que más afectan la generación con paneles fotovoltaicos es la diferencia de radiación que incide sobre una celda o panel, es decir, una distribución no homogénea de radiación provoca una alta reducción en la potencia producida, este fenómeno es conocido como mismatching [2]. El mismatching ocurre cuando una celda produce menos corriente que otras celdas de la instalación y como consecuencia las celdas de menor producción disipan la potencia generada por las demás, provocando que la celda se caliente y eventualmente se dañe. Para mejorar el rendimiento de estas instalaciones se instala un convertidor DC/DC por módulo fotovoltaico para desconectar y definir sus condiciones óptimas de operación aplicando un seguimiento distribuido del punto de máxima potencia (DMPPT por las siglas en ingles de distributed maximum power point tracking)[3]. Sin embargo, esta solución incrementa los costos de instalación, y en los casos cuando no hay sombreado, la operación de los convertidores generan pérdidas considerables de potencia.
La disminución de potencia puede variar dependiendo de la conexión de los módulos, para esto algunos autores han propuesto en la literatura la reconfiguración dinámica de los sistemas fotovoltaicos para obtener la mayor energía generada, sin embargo, se requiere conocer la irradiación que incide en la celda y su mismatching. Para identificar y mitigar el mismatching se han propuesto diferentes estrategias, las cuales consisten en monitorear constantemente las condiciones eléctricas de cada una de las celdas de la instalación. Este proceso requiere la desconexión de la celda para obtener su curva I-V (corriente-voltaje). Sin embargo, esta estrategia, aunque efectiva en muchas ocasiones, requiere la desconexión de cada una de las celdas, lo que además que requiere tiempo, evita que la celda no pueda generar energía durante el tiempo en el cual la celda está desconectada. Por tanto, desarrollar estrategias que permitan identificar el mismatching de forma indirecta, sin necesidad de desconectar la celda, mejorará considerablemente la cantidad de energía generada.
Considerando que la energía generada por un panel depende de la cantidad de radiación que incide sobre él, la medición de esta radiación aporta información de los parámetros eléctricos. La radiación que incide sobre una superficie puede medirse indirectamente usando imágenes en diferentes espectros. Sin embargo, la radiación que se pueda aquirir con cámaras digitales en diferentes espectros se debe relacionar con el comportamiento electrico de la celda, implementando algoritmos basados en visión artificial. De esta manera, se podrá obtener el comportamiento electrico del panel, específicamente las curvas I-V y P-V (potencia-voltaje), para una posterior etapa de reconfiguración y maximizar la generación.
Este proyecto propone una estrategia para obtener las condiciones eléctricas de un panel fotovoltaico, a través de mediciones basadas en imágenes para optimizar la cantidad de energía generada. El proyecto consta de cuatro etapas: 1) generar una base de datos de imágenes de paneles en diferentes espectros de luz relacionada con su comportamiento eléctrico (curvas I-V y P-V), 2) desarrollar un algoritmo de visión artificial que permita predecir el comportamiento electrico de un panel a partir de las imágenes, 3) desarrollar una estrategia de reconfiguración para maximizar la producción de energía basada en la información del misamtching, 4) implementar una instalación electrica de pruebas para evaluar los algoritmos desarrollados, 5) evaluar la eficiencia la solución en la instalación electrica y compararlo con los métodos propuestos en la literatura.
Los resultados del proyecto se reportarán en un artículo tipo ART_A1, un artículo tipo ART_B, un evento científico tipo EC-A y el un informe final del proyecto IFI, los cuales corresponden a los productos evidenciables del proyecto. |