Performance Ratio (Versión Español)

Informacin Tcnica

Perfratio-UES100810 Versin 1.0 1/9

ContenidoEl coeficiente de rendimiento constituye una de las magnitudes ms importantes para la evaluacin de la efectividad de una instalacin fotovoltaica.En concreto, el coeficiente de rendimiento expresa la relacin del rendimiento energtico real con respecto al rendimiento energtico tericamente posible. Este coeficiente es prcticamente independiente de la orientacin de una instalacin fotovoltaica y de la irradiacin solar que incide sobre ella. Por este motivo, con ayuda del coeficiente de rendimiento, es posible comparar instalaciones fotovoltaicas conectadas a red en diferentes lugares del mundo. Este documento le informa acerca de lo que es el coeficiente de rendimiento y sobre cul es la funcin que desempea. Asimismo descubrir cmo puede calcular el coeficiente de rendimiento para su instalacin fotovoltaica y por qu factores est influenciado.

Coeficiente de rendimientoFactor de calidad de la instalacin fotovoltaica

Informacin Tcnica Qu es el coeficiente de rendimiento?

SMA Solar Technology AG 2/9

1 Qu es el coeficiente de rendimiento?El coeficiente de rendimiento (en ingls performance ratio) es una magnitud, independiente del lugar de ubicacin, de la calidad de una instalacin fotovoltaica y, por ello, constituye a menudo tambin un factor de calidad. El coeficiente de rendimiento se indica en porcentaje y expresa la relacin entre el rendimiento real y el rendimiento nominal de la instalacin fotovoltaica. De esta forma indica qu proporcin de la energa est realmente disponible para la alimentacin tras haber descontado las prdidas energticas (p. ej. debido a prdidas trmicas y a prdidas por cableado) y el consumo propio para la operacin.Cuanto ms cercano al 100 % sea el valor del coeficiente de rendimiento calculado para una instalacin fotovoltaica, de forma ms efectiva trabajar esta instalacin fotovoltaica. No obstante, no es posible alcanzar un valor real del 100 % puesto que durante la operacin de la instalacin fotovoltaica se producen siempre prdidas inevitables (p. ej. prdidas trmicas por el calentamiento de los mdulos fotovoltaicos). Sin embargo, las instalaciones fotovoltaicas eficientes alcanzan un coeficiente de rendimiento de hasta el 80 %.

2 Qu funcin desempea el coeficiente de rendimiento?El coeficiente de rendimiento le aporta informacin sobre la eficiencia energtica y la fiabilidad de su instalacin fotovoltaica.Por medio del coeficiente de rendimiento puede comparar el rendimiento de su instalacin fotovoltaica con el rendimiento de otras instalaciones fotovoltaicas, as como controlar el estado de su instalacin fotovoltaica durante un perodo de tiempo prolongado.En el clculo regular del coeficiente de rendimiento, realizado a intervalos prefijados, no se trata sin embargo de efectuar una comparacin absoluta, sino de la posibilidad de llevar a cabo un control de la evolucin y del rendimiento: partiendo de un valor inicial del coeficiente de rendimiento del 100 % durante la puesta en servicio de una instalacin fotovoltaica y asumiendo que la instalacin funciona ptimamente en ese momento, calculando paulatinamente el resto de valores del coeficiente de rendimiento es posible detectar desviaciones y tomar medidas correctivas a tiempo. Por lo tanto, las desviaciones del valor del coeficiente de rendimiento en forma de valores por debajo del rango estipulado le indican antes de tiempo un posible fallo de su instalacin fotovoltaica. Los factores que pueden conducir a una desviacin del valor del coeficiente de rendimiento estn descritos en el captulo 4 "Qu factores influyen en el coeficiente de rendimiento?" (Pgina7).

Informacin Tcnica Cmo se calcula el coeficiente de rendimiento?


3 Cmo se calcula el coeficiente de rendimiento?Para poder calcular el coeficiente de rendimiento de su instalacin fotovoltaica, precisa de diferentes magnitudes. Por un lado necesita los valores de irradiacin solar del lugar de ubicacin de la instalacin fotovoltaica. Puede registrar estos valores con una estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox) que mida la cantidad de energa irradiada para su instalacin fotovoltaica. Por otro lado precisa de la magnitud de la superficie de los mdulos de su instalacin fotovoltaica, as como del rendimiento de sus mdulos fotovoltaicos. El rendimiento de los mdulos est indicado en la hoja de datos del mdulo fotovoltaico correspondiente. Puede calcular usted mismo el coeficiente de rendimiento (vase pgina 3) o realizar un clculo automtico (vase pgina 6).

Requisitos previos para el clculoSi utiliza una estacin de medicin para su instalacin fotovoltaica (p. ej. Sunny SensorBox) que mida la irradiacin solar directa, los mdulos fotovoltaicos y la estacin de medicin deben estar alineados homogneamente para poder calcular el valor del coeficiente de rendimiento correcto. De esta forma se asegurar de que los mdulos fotovoltaicos y la estacin de medicin estn expuestos a la misma cantidad de irradiacin solar y a las mismas temperaturas.

Perodo de estudioEl perodo de estudio ptimo para el clculo del coeficiente de rendimiento es de 1 ao. No obstante, tambin puede seleccionar intervalos ms breves, p. ej. en el caso de que desee comparar su instalacin fotovoltaica directamente con otras instalaciones fotovoltaicas. Sin embargo debera seleccionar un perodo de estudio mnimo de 1 mes con el fin de descartar que condiciones ambiente como una altura del sol insuficiente, bajas temperaturas o sombras en los mdulos fotovoltaicos y/o en la estacin de medicin puedan influir excesivamente en el clculo.

3.1Clculo manualSi deseara calcular usted mismo el coeficiente de rendimiento, puede utilizar la siguiente frmula simplificada:

El rendimiento real de la instalacin en kWh se lee al final del ao en el contador de inyeccin.El rendimiento nominal calculado al ao est formado por los siguientes factores:

Frmula para el clculo manual del coeficiente de rendimiento Coeficiente de rendimiento =

Rendimiento real ledo de la instalacin en kWh al aoRendimiento nominal calculado de la instalacin en kWh al ao

Frmula para el clculo del rendimiento nominal de la instalacinIrradiacin del ao sobre la superficie del generador de la instalacin fotovoltaica x rendimiento de los mdulos de la instalacin fotovoltaica



El valor de irradiacin medido por la estacin de medicin se registra en el nivel de los mdulos y, de forma ideal, a lo largo de un ao completo. Para calcular este valor de irradiacin, debe calcularse previamente el valor medio de la irradiacin solar del perodo de estudio a partir de los valores de irradiacin registrados por la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox). El valor de irradiacin por m2 calculado de esta forma debe extrapolarse a la superficie completa de los mdulos de la instalacin fotovoltaica (= superficie del generador). El rendimiento de los mdulos est indicado en la hoja de datos del mdulo fotovoltaico correspondiente.Ejemplo: clculo del coeficiente de rendimiento para un perodo de estudio de 1 aoEste ejemplo explica el clculo manual del coeficiente de rendimiento con los datos de la Sunny SensorBox y de la Sunny WebBox. El clculo manual debe considerarse una alternativa. SMA Solar Technology AG ofrece el clculo automtico del coeficiente de rendimiento en el Sunny Portal (vase la pgina 6). En las instrucciones de uso de la Sunny WebBox se describe cmo puede registrar su instalacin fotovoltaica en el Sunny Portal.Si, no obstante, deseara calcular manualmente el coeficiente de rendimiento, proceda de la siguiente forma.Para realizar el clculo manual precisa de la siguiente informacin:

Perodo de estudioDetermine previamente el perodo de estudio. El perodo de estudio ptimo es de 1 ao.

Superficie del generador de la instalacin fotovoltaicaSe conoce el tamao de la superficie del generador de su instalacin fotovoltaica.

Rendimiento de los mdulos fotovoltaicosEl rendimiento de los mdulos de su instalacin fotovoltaica est indicado en la hoja de datos de los mdulos fotovoltaicos.

Rendimiento real ledo de la instalacinConsulte este valor al final del ao en su contador de inyeccin.

Rendimiento nominal calculado de la instalacinPara determinar este valor necesita la frmula para el clculo del rendimiento nominal de la instalacin (vase la pgina 3).

Irradiacin solar medida durante el perodo de estudioPara calcular este valor precisa de los valores de irradiacin que la Sunny SensorBox ha transmitido a la Sunny WebBox.

La Sunny WebBox consulta regularmente los valores individuales medidos por la SensorBox. A partir de estos valores individuales, la Sunny WebBox calcula los valores medios diarios. Para calcular el valor total de la irradiacin solar durante el perodo de estudio, deber extrapolar de forma correspondiente los valores medios diarios para la irradiacin solar. Para ello, proceda de la siguiente forma.



Independiente de los ajustes de la interfaz de usuario, la Sunny WebBox memoriza los valores medios diarios para la irradiacin solar que incide en su instalacin fotovoltaica en intervalos de 5, 10 o 15 minutos. La Sunny WebBox memoriza los valores medios diarios de un mismo mes junto con el resto de valores medios de su instalacin fotovoltaica en archivos .csv o .xml en directorios con el nombre correspondiente.Para calcular el valor de irradiacin para, p. ej., 1 ao a partir de los valores medios diarios memorizados, deber calcular primero los valores medios mensuales. Para ello debe sumar los valores medios diarios de un mes. A continuacin, divida el valor total obtenido entre el nmero de das del mes y as llegar al valor medio mensual. De esta forma puede calcular en el transcurso del ao los valores medios mensuales para los 12 meses. Para calcular el valor medio anual, debe sumar los 12 valores medios mensuales y dividir el valor total entre el nmero de meses, esto es, entre 12. Seguidamente, extrapole el valor calculado de esta forma a la superficie del generador de su instalacin fotovoltaica. De este modo obtendr el rendimiento nominal de la instalacin para el perodo de estudio de 1 ao que podr utilizar, junto con los valores ya conocidos, en la frmula para el clculo del coeficiente de rendimiento.Para este ejemplo se dan los siguientes requisitos previos y valores concretos:

Perodo de estudio: 1 ao Irradiacin solar media medida en 1 ao: 120 kWh/m2 Superficie del generador de la instalacin fotovoltaica: 10 m2 Rendimiento de los mdulos fotovoltaicos: 15 % Rendimiento real inyectado de la instalacin: 110 kWh

Los valores de irradiacin medidos en el lugar de ubicacin dan como resultado medio para el perodo de estudio completo una irradiacin solar de 120 kWh/m2. Este valor de irradiacin se extrapola de la siguiente manera a la superficie de los mdulos de la instalacin fotovoltaica:Valor de irradiacin en kWh/m2 x superficie de la instalacin en m2 = 120 kWh/m2 x 10 m2 = 1.200 kWhPara calcular a continuacin el rendimiento nominal de la instalacin, el valor de irradiacin calculado para la instalacin fotovoltaica se multiplica por el rendimiento de los mdulos:1.200 kWh x 15 % = 1.200 kWh x 0,15 = 180 kWhDe esta forma, para el perodo de estudio seleccionado se obtiene un rendimiento nominal previsible de la instalacin de 1.200 kWh. Este rendimiento nominal previsible de la instalacin corresponde a un coeficiente de rendimiento del 100 %. Sin embargo, el valor ledo del rendimiento de la instalacin realmente alimentado a la red por la instalacin fotovoltaica es tan solo de 110 kWh. Si se introducen en la frmula para el clculo del coeficiente de rendimiento este valor y el rendimiento nominal calculado de la instalacin, obtenemos el siguiente resultado:

Coeficiente de rendimiento = 110 kWh = aprox. 0,61 = aprox. 61 % 180 kWh



El valor del coeficiente de rendimiento es aproximadamente del 61 %. Esto significa que aprox. el 39 % de la energa irradiada durante el perodo de estudio no ha podido aprovecharse debido a circunstancias como prdidas por cableado, prdidas trmicas o, p. ej., fallos en componentes. En este caso, el coeficiente de rendimiento sirve a modo de indicador y puede dar lugar a una inspeccin ms exhaustiva de la instalacin fotovoltaica de forma que, p. ej., pueda eliminarse la suciedad de los mdulos fotovoltaicos o repararse o sustituirse componentes defectuosos.

3.2Clculo automticoTambin puede dejar calcular automticamente el coeficiente de rendimiento transmitiendo al Sunny Portal los datos correspondientes de su instalacin fotovoltaica. Adems, en el Sunny Portal puede representar visualmente el coeficiente de rendimiento en forma de diagramas.En las instrucciones de uso del Sunny Portal en www.SunnyPortal.com se describe cmo puede calcular automticamente el coeficiente de rendimiento y representarlo en forma de diagramas.Requisitos previos para el clculo automtico en el Sunny PortalPara que pueda calcular automticamente el coeficiente de rendimiento en el Sunny Portal, deben cumplirse los siguientes requisitos previos:

Dispone de una Sunny WebBox que transmite al Sunny Portal los datos necesarios. Ha conectado una Sunny SensorBox a su Sunny WebBox. Utiliza los sensores de irradiacin de la Sunny SensorBox. La Sunny SensorBox mide una irradiacin mnima de 60 W/m2 por hora en el lugar de ubicacin de su

instalacin fotovoltaica.En las instrucciones de uso de la Sunny WebBox se describe cmo puede registrarse a travs de la Sunny WebBox en el Sunny Portal.

Informacin Tcnica Qu factores influyen en el coeficiente de rendimiento?


4 Qu factores influyen en el coeficiente de rendimiento?El coeficiente de rendimiento es una mera magnitud de definicin que puede llegar a alcanzar incluso valores superiores al 100 % debido a la influencia de determinados factores. El motivo de esto reside en que, al calcular el coeficiente de rendimiento, se utilizan caractersticas del rendimiento de los mdulos fotovoltaicos calculadas en condiciones de ensayo estndar (irradiacin de 1.000 W/m y temperatura de los mdulos de 25 C). Por ello, las desviaciones en las condiciones durante la operacin real influyen en el coeficiente de rendimiento. El valor del coeficiente de rendimiento est influenciado por los siguientes factores:

Factores medioambientales Temperatura de los mdulos fotovoltaicos Irradiacin solar y energa disipada Sombra o suciedad en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox) Sombra o suciedad en los mdulos fotovoltaicos

Otros factores Perodo de registro Prdidas por cableado Rendimiento de los mdulos fotovoltaicos Rendimiento del inversor Diferente tecnologas de clulas solares en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox) y en los

mdulos fotovoltaicos Alineacin de la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)

4.1Factores medioambientalesTemperatura de los mdulos fotovoltaicosLa potencia y la efectividad de una clula solar dependen, entre otras cosas, de la temperatura del mdulo fotovoltaico. A bajas temperaturas, el mdulo fotovoltaico trabaja de un modo especialmente eficiente. El mdulo fotovoltaico, por ejemplo, est fro en caso de cielo cubierto durante el invierno. Si, con esta situacin atmosfrica, la irradiacin solar incide de pleno en el mdulo fotovoltaico fro, ste funcionar con gran efectividad. Esto puede generar brevemente un valor elevado del coeficiente de rendimiento. No obstante, tras un determinado tiempo, el mdulo fotovoltaico se calienta y la efectividad desciende de nuevo.



Irradiacin solar y energa disipadaPor la maana, al atardecer y, en especial, durante el invierno, cuando el sol est a baja altura, el valor de la irradiacin solar se aproxima con mayor intensidad al valor de la energa disipada (= diferencia entre la potencia absorbida y la potencia desprendida) que en otros momentos del da o estaciones. Por este motivo, si se realizan clculos en estos momentos, el valor del coeficiente de rendimiento obtenido ser menor de lo habitual.

Sombra o suciedad en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)En funcin del lugar de colocacin, es posible que plantas o edificios proyecten sombra sobre la estacin de medicin de su instalacin fotovoltaica (p. ej. Sunny SensorBox) provocando as un sombreado momentneo o incluso permanente de la estacin de medicin. Incluso piezas de la propia instalacin fotovoltaica pueden proyectar sombra sobre la estacin de medicin, en especial cuando el sol se encuentra a poca altura. El sombreado parcial o total de la estacin de medicin puede conducir a valores del coeficiente de rendimiento superiores al 100 %. Adems, factores ambientales como la nieve, el polvo o el polen pueden ensuciar la estacin de medicin de su instalacin fotovoltaica y generar tambin valores del coeficiente de rendimiento superiores al 100 %.

Sombra o suciedad en los mdulos fotovoltaicosEn funcin del lugar de colocacin, es posible que plantas o edificios proyecten sombra sobre sus mdulos fotovoltaicos provocando as un sombreado momentneo o incluso permanente de los mdulos. Tambin la suciedad p. ej. por polvo, polen, nieve, etc. conduce a un sombreado de los mdulos fotovoltaicos. Este sombreado provoca que los mdulos fotovoltaicos puedan absorber menos irradiacin solar. De esta forma disminuye la efectividad de los mdulos fotovoltaicos y, en consecuencia, tambin el valor del coeficiente de rendimiento de la instalacin fotovoltaica.

4.2Otros factoresPerodo de registroSi el perodo de registro fuera demasiado breve (esto es, inferior a 1 mes), los datos de medicin disponibles sern insuficientes para calcular el coeficiente de rendimiento correctamente. En este caso, factores como una altura del sol insuficiente, temperaturas altas y bajas o sombras influyen en el resultado del clculo con mayor intensidad puesto que es posible que estos valores slo hayan podido registrarse de un modo incompleto.

Prdidas por cableadoAl transferir la energa del inversor al contador de inyeccin de la empresa explotadora de la red se producen prdidas por cableado condicionadas por el tipo y material de los cables empleados. El valor del coeficiente de rendimiento puede disminuir debido a estas prdidas por cableado.



Rendimiento de los mdulos fotovoltaicosEl rendimiento de los mdulos fotovoltaicos influye decisivamente en el coeficiente de rendimiento de su instalacin fotovoltaica. Cuanto mayor sea el rendimiento de los mdulos fotovoltaicos, mayor ser el valor del coeficiente de rendimiento (siempre que se den las condiciones marco correspondientes como una irradiacin solar elevada en el lugar de ubicacin, etc.).

Rendimiento del inversorSi el inversor utilizado en su instalacin fotovoltaica presenta un rendimiento elevado, esto conducir a valores altos del coeficiente de rendimiento. Los inversores de SMA con un rendimiento superior al 90 % permiten alcanzar valores del coeficiente de rendimiento incluso superiores al 80 %.

Diferentes tecnologas de clulas solares en los mdulos fotovoltaicos y en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)Existen diferentes tipos de clulas solares para los mdulos fotovoltaicos. Generalmente se emplean los tres siguientes tipos de clulas solares: clulas de silicio monocristalino, clulas de silicio policristalino y clulas de capa fina. Si la estacin de medicin montada en su instalacin fotovoltaica (p. ej. Sunny SensorBox) utiliza una tecnologa de clulas solares diferente a la utilizada en sus mdulos fotovoltaicos, pueden surgir desviaciones en el clculo del coeficiente de rendimiento.

Degradacin de las clulas solaresLa degradacin de las clulas solares, condicionada por su antigedad, conduce con los aos a un valor reducido del coeficiente de rendimiento. Las clulas solares monocristalinas y policristalinas envejecen hasta el 20 % en 20 aos.

Alineacin de la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)Si una estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox) forma parte de su instalacin fotovoltaica y no est alineada conforme a los mdulos fotovoltaicos de su instalacin, pueden originarse valores del coeficiente de rendimiento superiores al 100 % debido a la diferencia en la irradiacin solar.

Contenido1 Qu es el coeficiente de rendimiento?2 Qu funcin desempea el coeficiente de rendimiento?3 Cmo se calcula el coeficiente de rendimiento?Requisitos previos para el clculoPerodo de estudio3.1 Clculo manual3.2 Clculo automtico

4 Qu factores influyen en el coeficiente de rendimiento?4.1 Factores medioambientalesTemperatura de los mdulos fotovoltaicosIrradiacin solar y energa disipadaSombra o suciedad en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)Sombra o suciedad en los mdulos fotovoltaicos

4.2 Otros factoresPerodo de registroPrdidas por cableadoRendimiento de los mdulos fotovoltaicosRendimiento del inversorDiferentes tecnologas de clulas solares en los mdulos fotovoltaicos y en la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)Degradacin de las clulas solaresAlineacin de la estacin de medicin (p. ej. Sunny SensorBox)

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