En la Señal FV #5 vimos que: en forma ininterrumpida, llega a la parte exterior de la atmosfera terrestre alrededor de: 1.366 kW/m² (1366 MW/m²) las 24 horas del día, mientras la rotación del planeta hace que su mitad cambiante este iluminada, que en la atmosfera y la superficie se producen reflexión, absorción y dispersión de los rayos del Sol.
Debido a ello en cualquier lugar de la superficie de la Tierra se produce una radiación solar con aproximadamente la forma:
Con una potencia cambiante P (t), la energía suministrada por el sol en el lugar seria:
Que está definida por el área sombreada en amarillo, con un comportamiento que cambia mucho de acuerdo con el lugar del planeta, por lo que hay que buscar una referencia que permita unificar los cálculos que se realizan en función de la generación eléctrica FV.
El sol artificial y los modulos FV.
Para lograr una referencia constante de radiación similar a la del sol se utiliza un sol artificial, con un espectro lo mas cercano posible al del sol, a 25°C, después de pasar un promedio de 1.5 de la masa de aire (ma) atmosférica (la masa 1.0 es cuando los rayos del sol pasan perpendicularmente, que va aumentando en dependencia de la inclinación del trayecto de la radiación en la atmosfera.
La potencia brindada por el sol artificial es de 1000 W/m2 que iluminan los módulos FV perpendicularmente, los que reciben una potencia distinta de acuerdo con el area de cada módulo (panel) FV:
Se mide la salida de potencia eléctrica en Watt de cada módulo, la que obviamente depende de la eficiencia de cada módulo denominadas “pico”
Por ejemplo, un modulo de 2 m2 que recibe 2 kW de potencia, para una eficiencia del 15 % genera 300 watt pico, para otro módulo de similar área con una eficiencia del 10 % genera 200 Wp.
Relación de Wp con horas pico y la radiacion solar.
La distribución de la radiación solar sobre la superficie del planeta en términos de energía por área y tiempo (por día o al año) varía, no es lo mismo en invierno que en verano, por lo que se mide y ofrecen también en promedios, que fluctúan mayormente desde unos 730 kWh/m2/año en zonas cercanas a los polos hasta unos 2500 kWh/m2/año en zonas desérticas. Por ejemplo en el caso de los 800 kWh/m2/año el promedio diario es de unos 2 kWh/m2/día, o sea, 2 horas (picos) al dia de 1000 W/m2,en el caso de los 2500 kWh/m2/año serian un promedio de cerca de 7 horas pico diarias de 1000 W/m2, para Cuba que la radiación promedio es de unos 1825 kWh/m2/año que equivalen a 5 kWh/m2/día, es decir 5 horas pico de 1000 W/m2 al día.
A continuación ofrecemos un mapa de las radiaciones promedios aproximados por año en todo el mundo, donde se nota que en la medida que nos acercamos a al ecuador las bandas de radiación solar promedio aumentan, la banda de 1700 kWh/m2/año aparece sombreada en color amarillo.
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Los módulos FV s comercializan en $ por Wp, es una referencia aproximada ya que el sol que nos llega a la superficie no es constante en el tiempo, pero no deja de ser una buena e importante referencia para los cálculos de costos y de generación eléctrica de los sistemas FV.
