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Study of models for the nominal power characterization of a photovoltaic generator and the power estimation of different photovoltaic technologies in Lima, PeruCalsi Silva, Brando Xavier 02 March 2022 (has links)
This work investigates two main aspects related to photovoltaic: systems and module
characterization and performance modeling.
The first part aims to characterize a PV generator located in Spain with a nominal power of
109.44 kW under standard test conditions according to the datasheet. An operational photovoltaic
system's nominal power is a valid parameter for determining its current operational state. The
applicability of a standard procedure to estimate the nominal power of an operating generator,
proposed by Martínez-Moreno and based on Osterwald's model, is investigated. However, the
standard procedure does not specify how to deal with experimental data when unexpected behavior
impedes the nominal power estimation under operating conditions. During the 6-month study, the
power-irradiance relation showed a hysteresis effect with varying amplitudes throughout the
campaign. Adding a data filter that removes the non-linear part of the data proves necessary to
estimate the nominal power, complementing Martinez-Moreno's procedure to enable the
generators' characterization.
The second part contributes to closing a knowledge gap in the performance behavior and
predictability of multiple PV technologies in Peru. The quality of two simple analytical models for
estimating the outdoor performance of three different photovoltaic module technologies in Lima
was investigated. Osterwald's and the Constant Fill Factor models were applied to estimate the
maximum power delivered by an Aluminum Back Surface Field, a Heterojunction with Intrinsic
Thin-layer, and an amorphous/microcrystalline thin-film tandem PV module. The results point that
both models overestimate the expected power compared to the measured one. Implementing a
correction factor adjusts the estimated maximum power by both models. This correction factor allows us to estimate losses, calculate an adequate nominal power and minimize the estimated
power error. The normalized root mean square error and mean bias error determine the
implemented methodology's quality. The two crystalline silicon-based technologies present a
similar behavior throughout the year. However, both differ considerably from the tandem one
during different months, implying that the ambient variables have other seasonal impacts on their
performance.
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Desarrollo de electrolito polimérico para paneles fotovoltaicos a partir de la carrageninaAlvarez Laura, Ricardo Andres 17 August 2020 (has links)
Los biopolímeros se han utilizado recientemente para el desarrollo de electrolitos poliméricos, que encuentran aplicaciones en celdas fotovoltaicas del tipo DSSC o celdas de Gräetzel, y han significado una alternativa para la conversión de energía solar a energía eléctrica. El presente trabajo se enfoca en el desarrollo de un electrolito polimérico que tiene como base al biopolímero carragenina y como aditivos, la sal NH4I y el plastificante glicerol, con el fin incrementar la conductividad iónica. La metodología consistió en la extracción de la carragenina a partir de las algas del litoral peruano y la incorporación de los aditivos. Los electrolitos se fabricaron en forma de films para proceder a ser ensayados. Los ensayos se dividieron en: ensayos de espectroscopia de impedancia electroquímica, y caracterización morfológica, estructural, térmica y mecánica. Los ensayos espectroscopia infrarroja (FTIR) confirmaron la presencia de grupos carboxilos que a su vez confirman la formación de carboximetil carragenina, una modificación de la carragenina para incrementar su conductividad. De la misma manera se confirma la estabilidad térmica en el rango de temperatura apropiada de los films para su trabajo en una celda DSSC. De las pruebas de impedancia electroquímica se pudo evaluar la conductividad iónica, comprobando que la sal yoduro de amonio (NH4I), y el plastificante glicerol, incrementan la conductividad de la carboximetil carragenina, logrando una conductividad máxima de 5.31x10-4 S/cm, es decir de 4 órdenes de magnitud mayor al valor de conductividad original de la carragenina. Además, se ensambló una celda fotovoltaica prototipo usando el electrolito basado en carboximetil carragenina con NH4I al 25% y glicerol al 25%. El voltaje registrado para dicha celda dio un valor de 0.893 V. Por tanto, se concluye que los compuestos en base a carragenina tienen la capacidad de formar films. Así mismo, se ha concluido que la carboximetilación de la carragenina y la adición de sales y plastificante, permite obtener electrolitos poliméricos con un mayor valor de conductividad iónica en comparación a la carragenina pura. Lo cual indica que dichos materiales pueden ser empleados en la fabricación de celdas fotovoltaicas del tipo DSSC.
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Mejora en la producción energética de un módulo fotovoltaico bifacial vertical mediante la implementación de reflectores fijos de aluminioNuñez Rishmawi, David Elias 23 January 2024 (has links)
En el año 2020 se produjeron un poco más de 50 mil millones de toneladas de CO2eq a través de las
diferentes industrias. 12.2 mil millones de estas fueron producto de diversos procesos de generación
eléctrica. Es decir, 24.14% de las emisiones de CO2 equivalente en el mundo son producto de la
generación de la energía eléctrica. En vista de esto, uno de los avances más importantes para el control
de emisiones consiste en el uso de energías renovables, siendo la energía solar unos de sus principales
bastiones. En la actualidad los paneles monofaciales son los más comunes en la industria fotovoltaica.
Sin embargo, según el informe de 2023 de la International Technology Roadmap for Photovoltaic
(ITRPV), la participación de mercado de los Módulos Fotovoltaicos Bifaciales (BF) en 2023 es de
aproximadamente el 35% y se espera que aumente a 70% para el año 2033. Además, los módulos
fotovoltaicos bifaciales han abierto nuevas posibilidades para instalaciones en posiciones verticales
orientadas Este-Oeste y mejorando el albedo a través de reflectores. Esta última configuración es de
particular interés para el campo emergente de agrivoltaics. Hay poca investigación publicada sobre el
rendimiento energético de módulos bifaciales en sitios de baja latitud, y todavía no se ha publicado nada
para Lima, Perú. Este trabajo busca enmendar esta falta de conocimiento, buscando optimizar un arreglo
BF vertical (VBF) que apunta Este-Oeste en lugar de la convención usual de módulos BF inclinados
hacia el Norte en el hemisferio sur. Agregar reflectores fijos adjuntos a ambos lados del arreglo resultó
en mayores irradiancias recibidas por un módulo fotovoltaico y su posterior conversión energética. Se
utilizó el software de simulación óptica Tonatiuh y bifacial_radiance para estimar las ganancias de
irradiancia a través de los reflectores para diferentes configuraciones. Luego, en el trabajo experimental
subsiguiente, se utilizaron mediciones de reflectancia de diferentes materiales en un espectrofotómetro
para diseñar los mejores reflectores posibles. Una vez hecho esto, se utilizó una disposición que contenía
un VBF, junto con dos piranómetros adyacentes, para tomar mediciones de irradiancia recibida y
energía generada a través de curvas I-V en un día de control sin reflectores. Posteriormente, se
implementaron dos reflectores de aluminio a cada lado de la disposición para contrastar estas
mediciones con los resultados del control. Este proceso se llevó a cabo analizando las ganancias de
irradiancia y energía a través de los reflectores para días nublados y soleados típicos, con la finalidad
de averiguar si había una diferencia significativa en la mejora de la producción de energía entre estos
días. Los resultados indican que, después de ajustar por la variabilidad del GHI y comparado con los
días de control sin los reflectores, los piranómetros instalados percibieron un promedio de 59% más
irradiancia en días soleados y 32% más en días nublados. Asimismo, utilizando las Curvas I-V del
módulo, se pudo observar una mejora considerable de un promedio de 39% mayor entrega de máxima
potencia para días soleados y 21% en días nublados. / In the year 2020, just over 50 billion tons of CO2eq were produced across various industries. 12.2
billion of these were the result of various electrical generation processes. This means that 24.14% of
the world’s equivalent CO2 emissions are the result of the generation of electrical energy. In light of
this, one of the most important advances for emission control is the use of renewable energies, with
solar energy being one of its main strongholds. Currently, monofacial panels are the most common in
the photovoltaic industry. However, according to the 2023 report by the International Technology
Roadmap for Photovoltaic (ITRPV), the market share of Bifacial (BF) PV Modules in 2023 is about
35% and is expected to increase to 70% by 2033. Additionally, bifacial PV modules have opened new
possibilities for installations in vertical positions facing East-West and enhancing the albedo through
reflectors. This latter configuration is of particular interest to the emerging field of agrivoltaics. There
is little published research on the energy yield of bifacial modules at low-latitude sites, and nothing has
been published yet for Lima, Peru. This work contributes to amending this lack of knowledge, seeking
to optimize a vertically installed BF (VBF) arrangement that points East-West instead of the usual
convention of inclined BF modules facing North in the southern hemisphere. Adding fixed reflectors
attached to both sides of the arrangement yielded higher irradiances received by a photovoltaic module
and its subsequent power conversion. Optical simulation software Tonatiuh and bifacial_radiance were
used to estimate the irradiance gains through the reflectors for different configurations. In the
subsequent experimental work, reflectance measurements of different materials in a spectrophotometer
were used to design the best possible reflectors. Once this was done, an arrangement containing a VBF
was used, along with two adjacent pyranometers, to take measurements of received irradiance and
generated power through I-V curves on a control day without reflectors. Subsequently, two aluminum
reflectors were implemented on each side of the arrangement to contrast these measurements with the
control results. This process was carried out by analyzing the irradiance and power gains through the
reflectors for typical cloudy and sunny days to find out if there was a significant difference in the
improvement of energy production between these days. The results indicate that, after adjusting for
GHI variability and compared to the control days without the reflectors, the installed pyranometers
perceived an average of 59% more irradiance on sunny days and 32% more on cloudy days. Likewise,
using the I-V Curves of the module, a considerable improvement of an average of 39% greater
maximum power delivery for sunny days and 21% on cloudy days could be observed.
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Estudio de un sistema fotovoltaico: caracterización, simulación y evaluación de diversos métodos de análisis y predicciónGómez Sócola, Sebastian Miguel 21 June 2019 (has links)
El uso de energía solar ha aumentado exponencialmente en los últimos años en el
mundo. Sin embargo, en el Perú, los sistemas fotovoltaicos aún se limitan a
proporciones bajas, con tan solo 96 MW instalados hasta la actualidad en el país,
los cuales producen un 0.5 % de la energía total del Perú (Fuente: La industria de
la Energía Renovable en el Perú, 2016). Además, están en proceso de construcción
la planta fotovoltaica de Rubí (144.5 MW) e Intipampa (40.0 MW). Por otro lado, los
sistemas fotovoltaicos conectados a la red de características modulares (pequeños)
conectados a la red son nulos debido a no contar con políticas que respalden a
estos. Al ser un tópico académico no del todo explotado en el Perú, es de interés
todo tipo de investigación que promueva no solo el uso de este recurso, sino
también que permita conocer y mejorar los mecanismos de estudio para estimar la
eficiencia y la predicción de la producción de energía en condiciones meteorológicas
nacionales.
Osterwald (1986) [1] propuso un modelo simplificado del comportamiento en
potencia de una célula fotovoltaica FV para unas condiciones de irradiancia
incidente y temperatura de operación. Otros [2 - 4], a partir de esta propuesta,
desarrollaron modelos empíricos y físicos por los cuales se puede modelar el
comportamiento de un sistema fotovoltaico conectado a la red. Estos modelos se
basan en los valores de las características eléctricas de los sistemas fotovoltaicos
que son proporcionados por el proveedor y medidos a condiciones estándares. Sin
embargo, para una mejor precisión, estos modelos deben ser ajustados ya que la
producción eléctrica se da a condiciones de trabajo diferentes de los estándares.
En consecuencia, estos modelos predicen la producción de energía con una
desviación en valores considerable, es decir, se alejan de los datos recolectados.
El principal objetivo del presente trabajo es proponer métodos que permitan obtener
el valor de potencia máxima real, asumidas todas las pérdidas intrínsecas de
operación de este tipo de sistemas, en condiciones estándar o Ppvg
∗ . En este caso
se ha trabajado con datos recolectado en las instalaciones de la Universidad
Nacional de San Agustín de Arequipa. Dicho parámetro nos servirá para describir
exactamente al sistema en ciertas condiciones dadas y aplicar este conocimiento
para la estimación de la energía que generará el sistema para unas condiciones
dadas de irradiancia y temperatura de módulo. Finalmente, se debe recalcar que el
Perú cuenta con múltiples microclimas, y para cada microclima específico se
esperan distintas relaciones de Ppvg
∗ con respecto a la potencia nominal.
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Diseño de un sistema fotovoltaico para el suministro de energía eléctrica a 15 computadoras portátiles en la PUCPValdiviezo Salas, Paulo Daniel 23 July 2014 (has links)
El principal objetivo de la tesis es fomentar el interés e investigación en energía renovable por parte de la comunidad con estudios superiores, mediante el diseño de un sistema fotovoltaico aislado para abastecer a 15 computadoras portátiles en la PUCP.
En el primer capítulo, se definen los conceptos más relevantes, los principales fundamentos teóricos y las características de los equipos que conforman una instalación fotovoltaica aislada, utilizando bibliografía de autores con presencia en la industria fotovoltaica.
En el segundo capítulo, se elabora una lista de exigencias, recopila condiciones del sitio, obtenidos de la Estación climatológica Hipólito Unanue en la PUCP y se estima la demanda del consumo energético, el cual tiene un valor de 158.4 Ah/día.
Luego, se dimensiona la cantidad de baterías, paneles fotovoltaicos, inversores y controladores a emplear. Se obtiene el siguiente arreglo, al iterar varias veces:
12 baterías 250 Ah / 12V (3 ramales de 2 paralelo y 2 en serie).
24 paneles de 150 Wp. (3 ramales de 4 paralelo y 2 en serie)
3 controladores de 50A y 24V.
1 inversor 24V/230V – 1200w
Asimismo, se estimar la distancia y características de los cables de acuerdo a la ubicación y cargas, y se dimensionan elementos de protección mediante la IEC 60364-5-52 “Instalaciones eléctricas en edificios”.
En el tercer capítulo, se diseña la estructura y se realizan cálculos justificativos de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), se emplea el método AISC-LRFD. Además, se realiza una simulación estática de la estructura final en ANSYS y se verifica el cumplimiento en cuanto a deflexiones y esfuerzos; se realiza un listado de materiales y recomendaciones para el montaje.
En el capítulo final, se estima un Capital Expenditure (CAPEX) de S/. 67’815, un Operational Expenditure (OPEX) de S/.200 anuales y Emisiones de Gas de Efecto Invernadero (GEI) no emitidas de 4.35 anuales.
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Seguidor solar de paneles fotovoltaicos para electrificación rural aislada con aviso preventivo de mantenimientoMancco Leandro, Paulo César 25 July 2015 (has links)
La falta de electrificación rural en el Perú ha sido uno de los problemas sociales
más importantes y menos trabajados desde hace varios años. Debido a la difícil y
costosa tarea de generar y distribuir electricidad por medio de torres de alta tensión,
en ciertas zonas del país (zonas de electrificación aislada); se consideró invertir en
el uso de energías renovables que no sean costosas y permitan al poblador contar
con la energía suficiente para mejorar su condición de vida.
Una de las energías renovables de mayor uso es la energía solar por su fácil
manejo y acceso. Ésta se puede recolectar por medio de paneles fotovoltaicos que
generan electricidad, la cual se puede almacenar en un banco de baterías para su
uso en caso de no disponer del sol. Además para mejorar el rendimiento de la
generación de energía, se puede implementar un seguidor solar que permite
orientar los paneles fotovoltaicos en dirección a la posición del sol la mayor parte
del día.
El presente trabajo tiene como finalidad, diseñar un sistema mecatrónico que
permita situar dos paneles fotovoltaicos en dirección a la posición del Sol. Esto con
el fin de aprovechar de la mejor manera los niveles de radiación que inciden en los
paneles solares, buscando obtener mayor energía para el consumo del hogar.
Además, el sistema es capaz de informar sobre los problemas típicos, como lo son
la suciedad de los paneles y las fallas técnicas del inversor, que pueden o no ser
solucionadas por el usuario. En caso estas fallas existan el sistema pasará a
mostrar al usuario una señal que le informará que el sistema mecatrónico requiere
de un mantenimiento lo antes posible. Se tiene como objetivo que el sistema
mecatrónico no sea de un precio elevado para su producción e instalación en zonas
aisladas del Perú.
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Diseño de un cargador de baterías de 12 voltios haciendo uso de un panel fotovoltaico aplicado en zonas ruralesSan Miguel Caballa, José Carlos 19 July 2011 (has links)
En el Perú, la electrificación de zonas rurales se ha intensificado debido a
programas de electrificación rural elaborados por el Estado y otras entidades
no gubernamentales. Sin embargo, hoy en día existen comunidades rurales
cuya demanda de potencia en los hogares es cubierta ineficientemente con
el uso de baterías de 12 voltios, lo cual genera racionalización del uso de
sus artefactos eléctricos, así como los priva de un crecimiento sostenible a
nivel socio-económico. Dichas baterías, mayormente de plomo-ácido, son
cargadas mediante proveedores externos, lo que causa una dependencia a
este servicio e incurre en gastos mensuales mayores a los que ellos
demandarían si utilizaran un sistema de recarga fotovoltaica propia.
El presente trabajo tomó como muestra a la comunidad de Micaela Bastidas,
ubicada al norte del departamento de Lima en la provincia de Barranca,
debido a su alto coeficiente de irradiación solar. Se realizó el diseño de un
cargador de baterías de 12 voltios para ser utilizado con un panel
fotovoltaico y así facilitar la recarga de la misma. Se seleccionaron los
componentes adecuados para su diseño, además del panel fotovoltaico y la
batería a utilizar, para satisfacer, de manera personalizada, la demanda de
potencia promedio a consumir por cada familia de dicha localidad. Se
realizaron satisfactoriamente las simulaciones de dicho cargador, con lo que
se obtendría una carga óptima de la batería y se prolongaría su vida útil.
Por último, en el análisis de costos, se realizó la simulación de venta de un
sistema fotovoltaico, por familia, en la comunidad de Micaela Bastidas. Se
concluyó que los dos valores agregados principales que sostendrían la
competitividad del producto, a nivel nacional, serían: la personalización del
diseño del cargador y dimensionamiento del panel fotovoltaico y la batería,
según la máxima demanda de potencia promedio actual o futura del usuario,
y el suministro de un servicio de asesoría técnica de capacitación y
mantenimiento del sistema.
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Diseño de un sistema de energía solar eléctrica y térmica en una edificación multifamiliar de la ciudad de AyacuchoBarbaran Barbaran, Didier Niko 11 June 2024 (has links)
La realización del presente proyecto de tesis tiene como objetivo principal la investigación
de una alternativa sostenible y limpia a la generación de energía eléctrica y térmica mediante
el diseño de un sistema fotovoltaico y termo solar en una edificación en la ciudad de
Ayacucho.
Se compilaron principios teóricos importantes como el aprovechamiento de la radiación solar
y los componentes de ambos sistemas, así como también la problemática y las justificaciones
meteorológica, eléctrica, económica, ambiental, social y legal.
Se midió la energía eléctrica en el mes de agosto del 2023 (12,190.00 Wh), cuyas tomas
fueron realizadas con el medidor electrónico de cada piso, y la potencia activa (3,622.05 W),
midiendo la corriente y la tensión de cada piso con un instrumento (multímetro), asimismo,
se estimó el volumen de ACS para la edificación multifamiliar es 420 L y el porcentaje de
uso de acuerdo a la estación y el mes de cada año.
Se diseñó el sistema fotovoltaico para cubrir completamente la demanda de energía eléctrica
de la edificación, obteniendo como resultado un conjunto de 8 paneles monocristalinos de
500 Wp, 5 baterías de litio de 3,5 kWh cada una, 01 controlador de MPPT de 250 V y 01
inversor cargador de 5200 W. Asimismo, se calculó el calibre del cableado eléctrico para cada
tramo según la intensidad de corriente.
En el cuarto capítulo se diseñó el sistema térmico solar para abastecer la demanda de ACS,
obteniéndose una necesidad de 17 tubos solares Heat Pipe por cada terma solar (4 en total) y
un tanque térmico de almacenamiento de 1.60 m de largo y 0.25 m de diámetro por terma.
Se determinó la reducción anual de la huella de carbono para cada sistema: 980.15 kg CO2
eq. al implementar el sistema fotovoltaico y 1,490.0 kg CO2 eq. al implementar el sistema
térmico solar.
Finalmente, se determinaron los costos netos de la implementación de ambos sistemas, el
costo estandarizado de generación (LCoE) y el análisis de viabilidad y sostenibilidad
mediante los indicadores VAN y TIR, se obtuvieron cálculos que justifican la inversión
económica para la implementación de ambos sistemas y un costo de generación eléctrica y
térmica más económico y competitivo con respecto al costo de acceso al servicio de la red
pública.
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Diseño e implementación de un sistema de monitoreo de parámetros eléctricos para la evaluación del rendimiento energético de sistemas fotovoltaicos conectados a redZamudio Piscoya, Martin Alcides 10 November 2023 (has links)
Los sistemas de monitoreo son una forma de evaluar el estado de las variables que resultan de interés para realizar luego un análisis o estudio correspondiente. En ese sentido, la monitorización de sistemas fotovoltaicos (FV) se ha convertido en un proceso necesario para asegurar el correcto funcionamiento de estos sistemas. Para ello, se utilizan sistemas de adquisición de datos (DAQ), los cuales permiten adquirir variables de interés. Así, resulta útil conocer tanto los parámetros eléctricos como meteorológicos que en conjunto permiten analizar el desempeño de sistemas fotovoltaicos. Como trabajo previo, se han realizado instalaciones fotovoltaicas en distintas regiones del Perú y, junto con ellas, se han instalado sistemas de monitoreo que adquieren parámetros meteorológicos de primer orden (irradiancia y temperatura del módulo FV) que afectan a la productividad de los sistemas fotovoltaicos conectados a red (SFCR). Los datos obtenidos de los DAQ son importantes para analizar el comportamiento energético de los sistemas fotovoltaicos y las anomalías que puedan generarse. Asimismo, para que estos sistemas se puedan analizar y caracterizar de manera completa, es necesario monitorizar también las variables eléctricas tanto en corriente continua (DC) como en alterna (AC). La presente tesis propone el diseño y la implementación de un sistema que adquiera parámetros eléctricos en DC y AC, y que cumpla con el estándar IEC 61724-1:2021, el cual provee requerimientos para el monitoreo y diseño de SFCR. Se tiene proyectado que el sistema opere en los diferentes climas de cinco regiones del Perú (Lima, Arequipa, Tacna, Puno y Amazonas) en conjunto con el sistema de adquisición de parámetros meteorológicos desarrollado en un trabajo previo. Los datos del nuevo sistema se monitorearán de manera continua en tiempo real y las variables serán registradas tanto de manera local en un computador así como en una plataforma en la nube que cumple con el concepto de Internet de las Cosas (IoT). El objetivo deseado es que el sistema mida correctamente de acuerdo con la normativa seguida para que pueda ser empleado en el monitoreo de diferentes sistemas fotovoltaicos conectados a red.
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Optimal design of a photovoltaic station using Markov and energy price modellingSalazar Márquez, Marcio Boris 09 May 2023 (has links)
As the fight against anthropogenic global warming increases, photovoltaic (PV) systems, which
are a type of renewable energy, are increasingly being considered. In order to use PV systems, it
is necessary to develop methods to optimize their configuration, that is, the optimal number of PV
modules and inverters. The objectives are to examine the optimization of PVs subject to not only
the operational constraints but also the failure and repair events of PV inverters up to 100 kW,
while minimizing the effective levelized cost of energy. To achieve this, using Markov modelling,
a new energy price model that considers the current prices of the PV inverters is developed as part
of a new optimization framework. A case study considering six real PV inverters is developed to
show the effectiveness of the framework. In addition, real data from a reference PV station in
Germany is used to calculate the average hours per day that a panel generates its rated power to
consider the geographical location, temperature and number of sunny days in the given region.
Unlike previous work, local and global optimal solutions are found using PV inverters in the range
of 15 kW to 100 kW. Therefore, the new findings of this study will be considered in the future, for
example, when considering the failure and repair events of PV modules. / Im Rahmen des Kampfes gegen die anthropogene Erderwärmung werden zunehmend
Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) in Betracht gezogen, welche zu den erneuerbaren Energien
zählen. Um PV-Anlagen nutzen zu können, müssen Methoden zur Optimierung ihrer
Konfiguration, d. h. der optimalen Anzahl von PV-Modulen und Wechselrichtern, entwickelt
werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die Optimierung von PV-Anlagen zu untersuchen, wobei nicht
nur die betrieblichen Randbedingungen, sondern auch die Ausfall- und Reparaturereignisse von
PV-Wechselrichtern bis zu 100 kW berücksichtigt werden, um dabei die effektiven
Stromgestehungskosten zu minimieren. Um dies zu erreichen, wird ein neues Energiepreismodell
entwickelt, das die aktuellen Preise der PV-Wechselrichter, sowie die Markoff-Modellierung als
Teil eines neuen Optimierungsrahmens berücksichtigt. Anhand einer Fallstudie unter
Berücksichtigung von sechs realen PV-Wechselrichtern wird die Wirksamkeit des Rahmens
aufgezeigt. Außerdem werden reale Daten einer Referenz-PV-Anlage in Deutschland verwendet,
um die durchschnittlichen Stunden pro Tag zu berechnen, in denen ein Modul seine Nennleistung
erzeugt. Dazu werden die geografische Lage, die Temperatur und die Anzahl der Sonnentage in
der jeweiligen Region berücksichtigt. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten werden lokal und global
optimale Lösungen mit PV-Wechselrichtern im Bereich von 15 kW bis 100 kW gefunden. Daher
können die neuen Erkenntnisse dieser Studie in Zukunft beispielsweise bei der Betrachtung von
Ausfall- und Reparaturereignissen von PV-Modulen berücksichtigt werden. / Ante la creciente lucha contra el calentamiento global antropogénico, los sistemas fotovoltaicos,
que son un tipo de energía renovable, están siendo cada vez más considerados. Para usar sistemas
fotovoltaicos, es necesario desarrollar métodos para optimizar su configuración, es decir, el
número óptimo de módulos e inversores fotovoltaicos. Los objetivos de esta tesis son examinar la
optimización de los sistemas fotovoltaicos sujetos, no sólo a las restricciones operativas, sino
también a los eventos de falla y reparación de los inversores fotovoltaicos de hasta 100 kW,
mientras se minimiza el costo efectivo nivelado de la energía. Para lograrlo, empleando el modelo
de Márkov, se desarrolla un nuevo modelo del precio de la energía que considera los costos
actuales de los inversores fotovoltaicos como parte de un nuevo esquema de optimización. Se
desarrolla un caso de estudio considerando seis inversores fotovoltaicos reales para mostrar la
efectividad del esquema. Asimismo, se utilizan datos reales de una estación fotovoltaica de
referencia en Alemania para calcular el promedio de horas al día en que un panel genera su
potencia nominal teniendo en cuenta la ubicación geográfica, la temperatura y el número de días
soleados de la región. A diferencia de trabajos anteriores, se encuentran soluciones locales y
globales óptimas empleando inversores fotovoltaicos en el rango de 15 kW a 100 kW. Por lo tanto,
los nuevos hallazgos de este estudio se tomarán en cuenta en el futuro, por ejemplo, cuando se
contemplen los eventos de falla y reparación de los módulos fotovoltaicos.
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