Temperatura y modelo de un diodo
Temperatura de célula: modelo de Faiman
La temperatura de la célula determina cuánto cae la potencia en horas calurosas:
T_célula = T_ambiente + G / ( u_c + u_v · v_viento )
con G = irradiancia efectiva en el plano (W/m²), v = velocidad del viento (m/s), y:
| Coeficiente | Valor por defecto | Significado |
|---|---|---|
| u_c | 25,0 W/(m²·K) | Pérdidas por radiación y convección natural |
| u_v | 6,84 W·s/(m³·K) | Convección forzada por el viento |
Son los valores de Faiman (2008) / IEC 61853 para módulos en cubierta ventilada. La absortividad del módulo está implícita: no se multiplica de nuevo por ella. Ambos se pueden cambiar en Ajustes avanzados: valores menores de u_c y u_v (módulos mal ventilados, integrados en cubierta) dan más temperatura y más pérdida.
Potencia del módulo: modelo de un diodo
El módulo se representa con el circuito equivalente de un diodo con la parametrización de PVsyst (implementada con pvlib): una fuente de corriente (fotocorriente), un diodo, una resistencia serie R_s y una resistencia paralelo R_sh que depende de la irradiancia. Para cada hora se calcula el punto de máxima potencia (MPP) con la irradiancia efectiva y la temperatura de célula.
| Parámetro | Significado |
|---|---|
| Número de células en serie | – |
| R_s | Resistencia serie |
| R_sh,ref y R_sh,0 | Resistencia paralelo a 1.000 W/m² y a irradiancia nula |
| γ | Factor de idealidad del diodo |
| α_sc | Coeficiente de temperatura de Isc (A/°C) |
| μ_γ | Variación del factor de idealidad con la temperatura |
| Exponente de R_sh | 5,5 por defecto |
Los parámetros vienen del archivo .PAN del fabricante o se estiman de la hoja técnica: se ajusta la corriente de saturación para que Voc(STC) coincida con el de la hoja y μ_γ para que el modelo reproduzca el coeficiente de temperatura de Pmax declarado.
Qué gana con esto
Frente al modelo empírico clásico (pérdida lineal con la temperatura + corrección Huld), el modelo de un diodo:
- reproduce a la vez el efecto de la irradiancia y el de la temperatura,
- da además la tensión del punto de máxima potencia de cada hora, que se usa en el inversor y en las pérdidas de los cables,
- permite dibujar las curvas I-V y P-V del módulo.
Separación en la cascada
La potencia se separa en tres factores para la cascada de pérdidas:
P = P_STC(G) · factor_baja_irradiancia(G, 25 °C) · razón_térmica(G, T_célula)
Validación
Con un módulo de 445 W (Jinko JKM445N, parámetros de PVsyst) y tres casos en Cordovilla (Navarra), la energía DC anual queda a +0,10 %, +0,16 % y +0,26 % de la de PVsyst. Ver Validación y límites.
Modo alternativo
En Ajustes avanzados puedes elegir el modelo empírico Huld + coeficiente de temperatura en vez del de un diodo. Es menos preciso pero no necesita parámetros del circuito.