La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

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Tema: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

  1. #1
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    Predeterminado Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Buenas, con permiso de mblade abro este hilo y lo inicio con sus palabras. La medición de radiaciones e irradiancias seguro que a más de uno interesa a la hora de saber lo que realmente está produciendo su instalación y cómo está rindiendo realmente.

    Creo que lo primero que hay que dejar bien claro son los conceptos:

    - Radiación solar: conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el sol, en un espectro desde el infrarrojo hasta el ultravioleta.

    - Irradiancia: es la magnitud que describe la radiación solar que llega hasta nosotros (no toda la radiación llega a la superficie de la tierra). Es la potencia recibida por unidad de superficie. Se suele medir en W/m2 o unidades equivalentes.

    - Irradiación: es la cantidad de irradiancia recibida en un lapso de tiempo determinado, es la potencia*tiempo recibida por unidad de superficie. Se suele medir en Wh/m2 o unidades equivalentes.

    - Hora Solar Pico (HSP): es una forma cómoda y simplificada de expresar la irradiación diaria, equivalente a las horas al día que la irradiación ha sido de 1000 W/m2.

    Creo que a partir de aquí podremos hablar sin liarnos. Inicio con las palabras de mblade:

    Sí, yo la irradancia la "mido" segun la produccion de una pequeña placa.

    Vamos, que de mi placa de 6W 12v 500 mA espero que con una irradancia de 1000/m2 me de los 6W.

    Asi que si me da 0,6W supongo que es porque tengo una irradancia de 100/m2

    Ya se que tengo perdidas por falta de orientacion exacta y angulación milimetrica, pero es una irradancia "practica".

    Supongo que habrá aparatos de medicion de la irradancia, pero yo no tengo demasiados medios, más que placa, voltimetro y amperimetros y varios consumos a 12v para consumir de la placa de la forma más eficiente... es decir, cargarle mili amperios hasta llegar al limite de la placa donde empiece a perder voltaje, pero sin que tenga una caida de tension/produccion y que su rendimiento se vea muy mermado.

    Ejemplo... si estoy produciendo 100 y cargo 100 , pues me dara 100 a 12 = 1,2W, pero si le cargo 110 mA el voltaje cae a 9 y entonces da = 0,99W

    Pues de esta forma mido el rendimiento de la placa, intentando buscar su maximo pero sin pasarme de sus posibilidades y entrar en caida de rendimiento.

    Y mido sin regulado, es decir, sobre el 100% nominal de la placa, es decir, sus 6W, porque una placa regulada, pierde el 30% de su produccion nominal, que es el 15 - 20% que "ganan" los Mppt con respecto a los reguladores convencionales, aunque como digo, tengo que seguir probando y analizando muchas cosas.

    Bueno, yo encantado de compartir con vosotros todas mis aventuras, y la verdad, estoy deseando estar equivocado y que los modulos tengan mucho más rendimiento del que creo.
    Pues sí, por supuesto hay aparatos que miden la irradiancia. OJO: irradiancia, valor puntual de la radiación recibida del sol. Se usan piranómetros que pueden ser de gran precisión basados en termopilas, u otros más sencillos basados en fotodiodos calibrados para determinadas longitudes de onda. Puedes usar una placa solar para ello, pero con ciertas limitaciones y teniendo en cuenta un par de cosillas:

    a.- La célula solar no da una respuesta lineal en voltios*amperios respecto a la radiación que recibe, lo puedes ver en varios sitios por la red, entre ellos aquí por ejemplo: Monitoring Solar Radiation and Its Transmission Through the Atmosphere Lo que tienes que hacer es "obligar" a la célula a trabajar con un consumo constante (resistencia entre bornes), y así la variación del voltaje sí será lineal y proporcional a la radiación recibida.

    b.- En una célula fija hay que tener en cuenta la respuesta al coseno, es decir, no mide igual si la radiación que recibe no es perpendicular a ella. Para evitar esto o haces un seguidor, o pones un difusor que elimine o amortigüe al máximo los errores por dirección de recepción de la radiación.

    En este enlace puedes ver como he construido yo un pequeño "piranómetro" con una célula solar. Más adelante en él mismo viene cómo hacerle un difusor para mejorar la respuesta al coseno, y unas gráficas de comparación de su funcionamiento con un piranómetro de verdad:

    Piranómetro o sensor de radiación solar

    No me extiendo más ahora, pero queda abierto para todo tipo de discusión al respecto.

  2. #2
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Muchas gracias por desglosar la discusion (en el buen sentido de la palabra) del otro hilo en este otro para determinar si nos podemos fiar de los valores nominales ya de W segun fabricante, como las HSP establecidas por las tablas.


    Por lo que comentas, creo que no voy desencaminado ni tampoco estoy haciendo las cosas mal, sino que por lo que me dices la relacion Wh y irradiacion W/m2 no es correlativa porque depende mucho de la efectiva y perfecta orientacion.

    Yo creo que en teoria esta muy bien como se miden las cosas y siempre se les da un 20% para compensar que se trabaja con datos erroneos.

    Aunque ya estoy acostumbrado a que me llamen de loco para arriba, en mis instalaciones creare nuevos conceptos, como medida de potencia el WhR (Watio hora real) y los HSPRP (las horas de sol pico realmente practicas sin un seguidor solar y orientacion y angulacion perfectas).


    Asi, un panel de 120 Wh, tiene una potencia de 100 WhR.

    Y para Barcelona el HSP es 2,2, pero el HSPRP es de 1,8.

    Jajaja... sólo asi me salen los numeros a mi, cada uno puede usar las medidas que crea oportunas. Espero aportar aqui los resultados de mis pruebas, asumiendo que no a todo el mundo tiene que salirles tan pobres y que pueden tener incrementos del rendimiento, pero almenos a mi me sirve para hacerme una idea de que rendimiento puedo esperar atendiendo a mis limitaciones de orientacion y angulacion de los paneles.

    Y me gustaria incluso ir algo más lejos, quien quiera puede cederme algun panel para que compruebe su rendimiento, a ver que potencia soy capaz de obtener o podria visitar a alguien en su instalacion para hacer algunas mediciones y sacar conclusiones de rendimientos, por mi perfecto, disfruto muchisimo con esto.

    Saludos!

  3. #3
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    No estás loco para nada, y si lo estás ya somos dos

    Yo creo que el error lo estás cometiendo aquí:

    Vamos, que de mi placa de 6W 12v 500 mA espero que con una irradancia de 1000W/m2 me de los 6W.

    Asi que si me da 0,6W supongo que es porque tengo una irradancia de 100W/m2
    Ya te digo que la curva de respuesta de las placas no es lineal respecto a la radiación recibida. A nada que exista luz vas a llegar fácilmente al voltaje nominal, no así a la corriente. Y partes de unos datos teóricos de diseño de la placa para llegar a unos datos reales de producción, yo creo que el proceso es el inverso: medir datos reales de irradiación para llegar a producciones teóricas con esos datos y compararlas con las reales para sacar eficiencias reales. Además, la frecuencia de muestreo aumenta el error también, no es lo mismo tomar 2 medidas al día que 2000, y 30 minutos se me antojan un poco "ámplios" para hacer luego promedios.

    Por ejemplo, lo que ya tengo funcionando y tomando datos para el viento:

    Wind Energy Production testpage, Meteo Aerolugo

    A partir de datos reales de viento calcular el potencial teórico del lugar, calcular una producción teórica para una turbina determinada y ver así su eficiencia. El último paso (sin realizar) sería montar de verdad esa turbina y medir su producción para compararla con la teórica.

    Esa es la meta que persigues pero con la energía solar. Y eso es lo que pretendo también aquí:

    Solar Energy Production testpage, Meteo Aerolugo

    De momento sólo mido la irradiancia e irradiación en plano horizontal, con un piranómetro de fotodiodo y tomando medidas cada minuto. No hace falta que recargues la página, los valores se actualizan solos cada minuto. Cuando tenga un poco más de tiempo libre continuaré el proceso para llegar a las conclusiones que buscamos.

    De momento y en los pocos días que llevo con los muestreos, estos son los resultados sobre superficie horizontal:

    Día, irradiancia media diaria, irradiación diaria, HSP's resultantes.

    12-nov 232 W/m2 2176 Wh/m2 2.18 HSP
    13-nov 178 W/m2 1582 Wh/m2 1.58 HSP
    14-nov 188 W/m2 1762 Wh/m2 1.76 HSP
    15-nov 39 W/m2 326 Wh/m2 0.33 HSP
    16-nov 72 W/m2 543 Wh/m2 0.54 HSP

    Media mensual (noviembre) por ahora: 1.28 HSP. Sobre tablas me darían 1.72

  4. #4
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Sin animo de atenuar vuestro interés en este estudio, estos resultados ya están hechos y lo comodo es tirar de esos estudios. Tambien es cierto que la Irradiación global va cambiando en los últimos años pero según estudios no es muy significativo, ya que para nuestros cálculos utilizamos valores que hoy por hoy son de menos HSP que actualmente y en realidad tenemos...
    "Todos los hombres nacen iguales, pero es la última vez que los son."

  5. #5
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    Cita Iniciado por TAVEROK Ver mensaje
    Sin animo de atenuar vuestro interés en este estudio, estos resultados ya están hechos y lo comodo es tirar de esos estudios. Tambien es cierto que la Irradiación global va cambiando en los últimos años pero según estudios no es muy significativo, ya que para nuestros cálculos utilizamos valores que hoy por hoy son de menos HSP que actualmente y en realidad tenemos...
    Lo se, no pretendo crear nuevas tablas, imagino que las existentes sirven para hacer cálculos. Y en cualquier caso un valor por provincia y mes es como el "punto gordo", seguro que no es lo mismo lo que puedas generar en Madrid capital con sus aerosoles flotando a modo de boina que lo que produzcas en la sierra de Guadarrama a casi 1000 metros de diferencia de altitud, y sin embargo el valor obtenido por tablas es el mismo. Yo busco algo más concreto para el lugar en estudio. Y más importante que esto, un banco de pruebas en el que comparo un valor real de irradiación a otro valor real de producción, no un valor teórico medio a otro de diseño.

  6. #6
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Breitling:

    Es agradable saber que uno no esta "solo", JAJAJA.

    La irradancia que mides dependera de la media de dias soleados que encuentres, lo que te puede variar el muestreo.

    Tu media de irradancia real te da 1.28 frente a 1.72, que es un 25% menos de radiacion medida respecto a lo indicado por la tabla.

    Vamos, las HSP vs HSPRP.

    Y por otro lado tenemos los Wh vs WhR. Esto es más dificil calcularlo, puesto que no podemos reproducir las condiciones de irradancia de medición "estandar" de los fabricantes de paneles para conocer el rendimiento real practico del panel.

    Es decir, un panel de 180W NUNCA dara 180Wh reales, porque ni un regulador normal ni un mppt aprovecharan el 100% del rendimiento aun recibiendo sus 1000W/m2.

    Mis sistemas de medicion son mucho menos avanzados, yo voy a la cuenta de la vieja.

    Si espero 2,2 HSP en Barcelona, computo 2 HSP para compensar que no este perfectamente al Sur ¿¿¿o las HSP se computan con seguidor solar??? buena pregunta.

    Bueno, como comento en todos los hilos que hemos tratado este tema, espero 6Wh de mi placa x 2 HSP = 12Wh.

    Voy a hacer las mediciones y ver "cuantos Wh" me faltan y entonces me pondre a buscar "donde estan".

    En primer lugar, me voy a echar la culpa a mi, la placa tiene 4 o 5 años, a pesar de haber estado guardada en su caja con poco uso, pensare que ya ha perdido un 20% de su rendimiento, de 500mA a 400mAx12 (daros cuenta que el voltaje es mucho más que 12v para una placa "de 12" pero lo computo como 12v nominales para tener un objetivo mucho más pequeño) = 4,8Wh

    En segundo lugar, pongamos que la inclinacion a 50º (la mejor que he conseguido) y la orientacion Sur no es exacta, aunque practicamente sí y cedere un 20% de las HSP preventivamente... 2,2 x 0,8 = 1,76 HSP practicas.

    En tercer lugar, tendria que adecuar el % de produccion real del panel si funcionara a traves de un regulador, pero como no es el caso, no hay que tocarlo.

    Con todos estos ajustes y margenes de seguridad, el panel debería rendir 4,8 x 1,76 = 8,45Wh diarios sin escusas. Si no llega es porque algo no esta bien.

    Bueno, pues voy a la caza de mis 8,45 Wh diarios, a ver si el fin de semana me sale algun día bien soleado y puedo hacer un seguimiento preciso cada 30 min para ver las medias de produccion y sacar un resultado diario. Como puedo medir desde 1mA sera interesante ver como desde las 9am ya empieza a producir 8mA sin sol directo y se va incrementando poco a poco el rendimiento.

    Ya tengo ganas de compartir con vosotros los resultados y ver a que conclusiones llegamos entre todos. Como decia antes, espero estar equivocado y tener un rendimiento estupendo, pero bueno, a ver que encontramos.

    Saludos!

  7. #7
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    Sin animo de atenuar vuestro interés en este estudio, estos resultados ya están hechos y lo comodo es tirar de esos estudios. Tambien es cierto que la Irradiación global va cambiando en los últimos años pero según estudios no es muy significativo, ya que para nuestros cálculos utilizamos valores que hoy por hoy son de menos HSP que actualmente y en realidad tenemos...

    Buenas tardes y gracias por tomarte la molestia de leernos, porque yo almenos te considero uno de los grandes de aqui

    La verdad es que me puedes llamar inconformista, igual a Brietling tambien.

    Si comprara una placa de 180W y lo multiplicara por las 2,2 HSP y me diera 396 Wh diario seria fantastico y yo estaria encantado, pero ese dato es falso, en la practica no pasa.

    Vosotros sois profesionales del sector y llevais incontables instalaciones a vuestras espaldas, pero yo no y nose porque ni quien o que tiene la culpa de que los numeros no salgan... la verdad, es que si una instalacion de 1 Kw produjera 1 Kw se podria amortizar en 8-10 años y podria ser rentable y muy interesante, el problema es que esa instalacion no la veo produciendo más de 600Wh efectivos una vez a 220v.

    Yo tenia mucha ilusion en esto y me lo tiraron todo por el suelo, me pusieron a probar para desmentirles y descubri que ellos tenian razon y ahora investigo "donde" desaparece la energia.

    Quizas si homologaran los paneles solares con una irradancia de 700W/m2 en lugar de 1000W/m2 tendriamos placas bastante mas reales... es decir, placas de 100W que dan 100W y no como ahora, que tenemos placas de 100W que dan 85W.

    Soy un soñador y voy siempre contra corriente, mi intencion es encontrar la verdad y no entiendo porque se permite vender un panel de 180W que nunca producira 180W efectivos (aunque puede que sí nominales).

    Saludos y no me tomeis a mal, yo no voy contra nada ni nadie, solo busco datos reales y fiables para hacer mis propios dimensionados y saber realmente que me voy a encontrar.

    Siento el rollo que he pegado, pero es que no me se explicar mejor

  8. #8
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Ya se hace.
    Si en condiciones STC un panel da 68w también te pueden dar la potencia (53w) para una radiación de 800w.
    Creo que de hecho en USA lo tienen por norma en algún estado, el PTC.

  9. #9
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    Predeterminado Respuesta: Medición de radiaciones: métodos. Discusión

    Amigo Mblade, ya lo comenté anteriormente en el otro post, no quiero ni mucho menos desmotivaros, yo mismo estoy haciendo eso con un solarimetro casero, hecho con una celula calibrada, por lo tanto me uno al grupo de inconformistas del que formais parte, Pero te digo que es ardua tarea. Para tener una relación y datos coherentes deberiamos medir durante al menos los últimos 6 o 7 años, de nada me sirve las mediciones que estoy haciendo ahora con este año y otono tan "especialmente" veraniego, por lo que mis datos no sirven para calcular, es ovbio. El año que viene si es normal y calculo o proyecto una instalación con estos datos me voy a tomar por ...
    Ya me entendeis. Con esto no pretendo desanimar a nadie, que conste y ojala hubiese datos mas concisos para esos caso que como comenta el amigo Breitling se dan en Madrid y a escaso Km, varian mucho de unos pocos km a otros, pero siempre tomaremos los datos mas desfavorecidos si queremos que nuestra instalación funcione correctamente.

    Saludos
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  10. #10
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    Para tener una relación y datos coherentes deberiamos medir durante al menos los últimos 6 o 7 años, de nada me sirve las mediciones que estoy haciendo ahora con este año y otono tan "especialmente" veraniego, por lo que mis datos no sirven para calcular, es ovbio. El año que viene si es normal y calculo o proyecto una instalación con estos datos me voy a tomar por ...
    Exacto, para conseguir unos promedios decentes hay que disponer de unas series de datos ámplias, por eso para calcular una instalación lo que vale es la tabla. No obsante no tengo prisa, y al estar automatizado sólo tengo que mirar para ello de vez en cuando

    Pero este tema de la medición creo que se puede orientar de varias formas, algunas de ellas con resultados a mucho menor plazo. No podré calcular una instalación, pero sí podré comparar paneles, por ejemplo. Si enfrento la producción teórica calculada con los datos de la medición con la realmente obtenida vía voltios y amperios (o regulador, o quien quiera que me de el dato), sabré si un panel me rinde mejor que otro, y eso lo puedo conseguir en apenas un día. No se si consigo explicarme...

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