¿Qué es un Piranómetro y Cuál es su importancia en las Plantas Fotovoltaicas?

Mar 5, 2022

Los piranómetros son radiómetros diseñados para medir la irradiancia o radiación solar en una superficie plana receptora.

La radiación solar al pasar por la atmosfera terrestre es sometida a una combinación de procesos de reflexión, atenuación y difusión que afecta a sus propiedades. Las nubes son las principales causantes de la reflexión de la radiación, mientras que el C02, el vapor de agua y el ozono lo son de la absorción. Por otro lado, las partículas en suspensión generan la difusión de la radiación.

Se distinguen cuatro tipos de radiación:

  • Radiación Solar Directa (β): Aquella que alcanza la superficie receptora sin haber sufrido interacción con ninguna partícula u otro elemento a su paso por la atmósfera. Cuando se hace referencia a la irradiancia solar directa se entiende referida a una superficie plana normal al vector de posición del Sol.
  •  Radiación Difusa (D): Radiación proveniente de todo el cielo excepto el Sol. Afectada por el fenómeno de difusión, es la que recibimos debido al reflejo de la radiación solar sobre las nubes, partículas del aire … en días nublados es la que más recibimos. Esta se mide con un piranometro en conjunto con una estructura que sombrea los rayos directos del sol.
Fig 1. Radiación Difusa
  • Radiación Global (G): Suma de la radiación directa y difusa.
  • Radiación de Albedo (R): Es básicamente la radiación reflejada y se define como el ratio o el porcentaje reflejado de la radiación global (G), esta depende del tipo de superficie. Se aprovecha mucho en módulos bifaciales. Esta se mide con un Albedómetro que consiste en un piranometro mirando hacia arriba y otro mirando hacia abajo.  

Algunas definiciones importantes:

  • Radiación Global Horizontal (GHI): Se refiere a la radiación directa medida de forma horizontal sumada con la radiación difusa. Esta se mide con un piranómetro en posición horizontal.
  • Radiación Horizontal Reflejada (HRI): Se refiere a la radiación reflejada. Esta se mide con un piranómetro en posición horizontal mirando hacia abajo.
Fig 2. Piranómetros en GHI y HRI
  • Albedo Horizontal: Se refiere al albedo medido en el plano horizontal. Se calculo mediante la siguiente formula:
    Albedo = HRI / GHI
  • Radiación en el plano inclinado del panel solar (POA): Se refiere a la radiación global medida en el mismo plano de los módulos fotovoltaicos. Es importante utilizar esta medición para saber de forma más exacta la radiación que reciben los módulos solares.
Fig. 3 Piranómetro en POA
  • Radiación Reflejada en plano inclinado (POARI): Se refiere a la radiación reflejada en la parte posterior del módulo fotovoltaico. Esta se mide con un piranómetro instalado en la parte posterior de módulos solares, está medida es importante para saber de forma más exacta la radiación que recibe la parte posterior de los módulos bifaciales.
Fig 4. Piranómetro en POAIR
  • Albedo en el plano inclinado del panel solar: Se refiere al albedo medido en el mismo plano inclinado de los paneles.
    Albedo POA = POARI / POA

Todas estas son mediciones importantes para medir el rendimiento de producción (PR) de las centrales fotovoltaicas.

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