Justificación de los valores del factor de funcionamiento horario

CENSOLAR
Nota Técnica
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Justificación de los valores del factor de funcionamiento horario para la evaluación
de la producción de una instalación fotovoltaica (anexo XII del R. D. 661/2007).
La estimación o predicción de la energía eléctrica que se espera vaya a generar una planta
fotovoltaica es un dato indispensable para poder decidir si la instalación será o no viable
económicamente. Por ello, dicha estimación es lo primero que debe hacerse, antes incluso que
el proyecto completo de la planta y del inicio de las gestiones administrativas y financieras.
La predicción de la energía fotovoltaica, que debe siempre ser el resultado de una metodología
de cálculo rigurosa, cobra especial relevancia en las plantas de gran potencia, ya que, en este
caso, una estimación deficiente —en particular si los resultados reales obtenidos una vez la
planta en funcionamiento son inferiores a los estimados— causará la decepción de los
propietarios y probablemente engorrosos reajustes financieros.
Es necesario saber que unos valores razonablemente precisos de la producción energética de la
planta solamente pueden obtenerse a posteriori, mediante medidas reales efectuadas durante un
tiempo de funcionamiento suficientemente largo. Cualquier estimación a priori, aunque se
procure optimizar teniendo en cuenta todas las variables, siempre adolecerá de una imprecisión
considerable.
Dicha imprecisión o margen de error, por tener carácter intrínseco, es imposible eliminar. Por
ello, hay que desconfiar de las predicciones supuestamente ajustadas (y generalmente optimistas)
basadas en programas de cálculo sofisticados, pero por lo general poco rigurosos.
En España, el Real Decreto 661/2007 del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, define
unos perfiles horarios de producción para instalaciones fotovoltaicas, que son los únicos
oficialmente reconocidos para evaluar la energía en cada hora durante los 12 meses del año. Para
el cálculo de dichos perfiles horarios, se han tomado como punto de partidas los valores medios
de irradiación en las cinco zonas climáticas consideradas en el Código Técnico de la Edificación,
generándose, a partir de dichos valores, la distribución energética horaria sobre horizontal
mediante los datos obtenidos por CENSOLAR para cada una de las cinco zonas (tabla 1),
procesados con el programa FV-Expert y utilizando una metodología muy contrastada por la
experiencia, obteniéndose unos resultados ligeramente más conservadores que los proporcionados por otras fuentes.
Posteriormente, el perfil horario de producción de la planta se calcula aplicando a la distribución
de la energía en horizontal, los dos factores correctores que se explican a continuación:
Factor 1.! Su valor es 1,48, y representa la media de los distintos posibles factores de ganancia
energética respecto a la horizontal según la tipología de la planta (estática, seguimiento sobre
un eje o sobre dos ejes, con sus distintas variantes), de acuerdo a la tabla 2.
Tabla 1. Energía (kWh) incidente sobre un metro cuadrado de superficie horizontal en un día
medio de cada mes, por tramos horarios (tiempo solar).
Tabla 2. Factores por los que hay que multiplicar la irradiación sobre horizontal para obtener
la irradiación sobre la superficie receptora. Fuente: IES.
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Superficie receptora
Factor*
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Estática, orientada al Sur e inclinada a 30º
1,15
Seguimiento sobre un eje horizontal orientado N-S
1,45
Idem, pero con la superficie inclinada a 15º sobre el eje N-S
1,56
Seguimiento sobre un eje azimutal (vertical)
1,52
Seguimiento sobre un eje polar
1,56
Seguimiento en dos ejes
1,62
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* Valores correspondientes a un caso hipotético, con disponibilidad infinita de terreno.
Factor 2.! Su valor es 0,71, siendo la media de los distintos rendimientos globales.
El rendimiento global (Performance Ratio) de una planta (tabla 3), es el rendimiento eléctrico de
la misma una vez tenidas en cuenta todas las pérdidas en el proceso de conversión, así como la
desviación de las condiciones ideales, y particularmente las pérdidas debidas a las posibles
sombras proyectadas por unos paneles sobre otros.
Tabla 3. Rendimiento global medio de las plantas fotovoltaicas. Fuente: IES.
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Tipo de superficie receptora
Ocupación de terreno** Rendimiento global
__________________________________________________________________________________
Estática, 30º
>1,8
0,72
Seguimiento en un eje horizontal. Módulos horizontales
Infinito
4
3
0,75
0,7
0,69
Seguimiento en un eje horizontal. Módulos inclinados 15º
Infinito
6
4,5
0,75
0,71
0,69
Seguimiento en un eje azimutal inclinado a la latitud
Infinito
8
6
4
0,75
0,74
0,72
0,69
Seguimiento en dos ejes
Infinito
9
6
4,5
0,75
0,7
0,69
0,68
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** Número de veces el área de los generadores.
El producto de los dos factores anteriores (aproximadamente igual a 1,05) es el que se aplica
finalmente a los valores de la tabla 1 para dar como resultado la tabla 4 definitiva, que es la
publicada en el anexo XXII del R.D. 661/2007.
Tabla 4. Factor de funcionamiento para un perfil horario de una instalación fotovoltaica.
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