Optimización del rendimiento energético de las plantas solares fotovoltaicas mediante la ampliación de las filas de módulos

Durante la fase de diseño de una planta de energía solar fotovoltaica, la maximización de la cobertura del terreno conduce a la optimización del rendimiento de la energía – y hay una amplia gama de herramientas en el cinturón de herramientas de un diseñador de la planta de energía fotovoltaica para ayudar a lograr esta misión.

La personalización de la longitud de las filas de módulos es una de ellas. Puede ayudar a los promotores de plantas fotovoltaicas, a los propietarios, a los gestores de proyectos, a los analistas financieros y a los EPC a hacerse una idea más clara de cómo optimizar el uso del emplazamiento, realizar una nivelación mínima y, lo que es más importante, aumentar el rendimiento energético.

Al aprovechar una fila de seguidores de cuatro strings en lugar de una fila más tradicional de tres strings, se puede reducir el coste global por vatio de cada fila de seguidores. Puede que esta configuración no sea posible para todos los proyectos de plantas fotovoltaicas, pero puede ofrecer una opción para utilizar de forma más rentable los componentes del seguidor y reducir el número total de filas para sacar el máximo partido a una cantidad fija de vatios de corriente continua para su emplazamiento.

 

Ampliación de filas de módulos: una opción de diseño más flexible

Si se tiene en cuenta la ampliación y la personalización de las longitudes de las filas de módulos en las primeras fases del proyecto de una planta fotovoltaica, los desarrolladores pueden definir el diseño más eficiente para un emplazamiento único, así como las limitaciones presupuestarias propias del proyecto. Es importante conocer el rango de tamaños de las strings de módulos lo antes posible para definir los módulos óptimos por fila de seguidores.

Es útil pensar en los conceptos de diseño de filas extendidas en términos de algunas métricas clave. Al ampliar la longitud total, los proyectos de plantas fotovoltaicas a menudo también pueden aumentar los módulos por poste (o, más generalmente, los metros por poste). Esta es una métrica clave que se utiliza para determinar la rentabilidad de un diseño de estructura de seguidor.

 

El diseño de fila más larga aumenta los metros por columna a la vez que minimiza los componentes necesarios

En particular, los metros por poste pueden ser una gran medida de la eficiencia y la rentabilidad, ya que indica lo bien que la estructura del seguidor utiliza los cimientos y sus costes asociados. Dado que los cimientos son un componente de alto coste en la suma total de costes del seguidor, son un elemento importante en el proceso de diseño. Y la elección de una configuración de cuatro filas suele permitir que los proyectos de plantas fotovoltaicas aumenten esa métrica.

Las filas de cuatro strings también ofrecen una mayor longitud de fila para optimizar la ubicación de los postes, lo que significa que el diseñador del seguidor tiene más espacio a lo largo de la fila para encontrar una posición de los postes que optimice la luz de la viga, evitando al mismo tiempo las problemas con abrazaderas o enganches.

Esta mayor flexibilidad para optimizar la ubicación de los postes se traduce en una mayor cantidad de espacio a lo largo de la fila. Y todos estos intervalos entre vigas maximizados se traducen en más metros por columna, cumpliendo el objetivo de diseño original.

Además, si se compara una fila estándar de 3 strings con una fila de 4 strings, se aumenta el número de módulos por fila en un 33%. Suponiendo que tenga una capacidad de corriente continua fija, reduciría el recuento total de filas en toda la planta fotovoltaica en un porcentaje similar. Dado que el número de motores por bloque es bastante independiente de la longitud de la fila, esto se traduce en un aumento de casi el 33% de la potencia de CC por motor.

También hay una serie de componentes en la fila que se requieren en un conteo fijo (amortiguadores, cremalleras, líneas de transmisión, etc.). Reducir el número de filas en casi un 33% supone una reducción equivalente de estos componentes de ” cantidad fija”, y amortiza su coste en más potencia de corriente continua por fila.

Es muy sencillo. Al personalizar la longitud de las filas de los módulos, los diseñadores y planificadores de las plantas pueden aumentar el número de módulos de forma flexible y rentable y adaptarse tanto a los terrenos llanos como a la geometría de los emplazamientos más difíciles.

 

Las ventajas de personalizar la longitud de las filas del módulo

Al aprovechar la longitud de las filas de módulos a medida en una planta fotovoltaica, puede reducir el tiempo y el coste total de construcción y, en última instancia, aumentar la rentabilidad de la planta.

Al utilizar una opción de diseño más flexible mediante la utilización de filas más largas, puede:

  • Reducir el número total de filas, reduciendo los materiales de “recuento fijo” y sus costes.
  • Optimizar la ubicación de las filas para situarlas de forma más flexible, maximizar la extensión de las vigas y evitar interferencias.
  • Minimizar la métrica del metro por columna y utilizar los cimientos de forma más eficiente.
  • Reducir el número de motores y permitir que accionen hasta un 33% más de MW de corriente continua.
  • Crear una mayor densidad de potencia gracias a un menor número de motores de mayor tamaño.
  • Experimentar una reducción del coste del seguidor de entre el 2 y el 6% en función de las características únicas del lugar.

 

La prueba está en las plantas fotovoltaicas

No se conforme con nuestra palabra. La prueba está en las plantas fotovoltaicas.

En un reciente proyecto de 700 MWdc con aproximadamente 1.700.000 módulos (405 W de potencia) que utilizaba un diseño de filas de aproximadamente 104 módulos en lugar de 81, se descubrió que:

  • El aumento de la longitud de la fila de módulos en 23 módulos por fila supuso un ahorro de costes iniciales de 6,3 millones de dólares.
  • La resistencia de la planta aumentó al eliminar componentes adicionales. En este caso, se necesitaron más de 300 motores menos con el diseño final optimizado, lo que redujo el riesgo de fallo de los componentes. Un menor número de motores también supone una reducción de los gastos de cableado, nivelado y mano de obra. Esto es fundamental, ya que las plantas están diseñadas para funcionar durante tres décadas o más.
  • Con la ayuda de los ingenieros de Array, el número de módulos por cimentación, una medida de los postes de soporte que se introducen en el suelo para sostener cada fila de módulos, se redujo sustancialmente. En este caso, se necesitaron casi 20.000 cimentaciones menos, lo que supuso un ahorro de costes de 3,9 millones de dólares sin sacrificar la integridad estructural.
  • Un sorprendente ahorro en el presupuesto del proyecto se produjo por el número total de elementos de fijación necesarios para el DuraTrack de Array en comparación con la competencia. La innovadora abrazadera de módulo de un solo tornillo de Array requirió más de 3 millones de elementos de fijación menos que la oferta de la competencia. Esto supone también un importante ahorro de costes de mano de obra.

 

 


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Las configuraciones de cuatro strings no son un “producto nuevo” ni una solución excesivamente complicada: son simplemente una forma de que Array ayude a los proyectos de plantas fotovoltaicas a sacar el máximo partido de nuestro seguidor de un eje DuraTrack® HZ v3, líder en el sector.

Array se compromete a ser un asesor flexible y de confianza para cada proyecto, con el fin de garantizar que se consiga el diseño y el rendimiento energético más óptimos posibles. Nuestra oferta de cuatro filas es única, y le proporciona herramientas adicionales para determinar el mejor curso de acción para sus necesidades únicas y el sitio.

La solución de fila de módulos más larga de Array consiste en añadir otra herramienta al conjunto de desarrolladores y propietarios de plantas fotovoltaicas y en capacitarle para encontrar su solución ideal.

Para obtener más información sobre cómo Array Technologies puede ayudarle a sacar el máximo provecho de su instalación colaborando con usted para optimizar el diseño del emplazamiento, personalizar la longitud de la fila de módulos y utilizar el mejor software y los mejores seguidores del sector, regístrese para asistir a la conferencia Unlocking Utility-Scale Solar Returns with Extended Module Rows (Desbloquear el rendimiento de la energía solar con filas de módulos ampliadas), que tendrá lugar el 11 de marzo de 2021 a las 2 p.m. ET / 11 a.m. PT.