Modelación comparativa de paneles fotovoltaicos utilizando Matlab Simulink

Abstract

En la búsqueda de implementar métodos de fomentar energías limpias y amigables con el medio ambiente como la energía solar a través de paneles fotovoltaicos para obtener energía eléctrica, se plantea para la presente investigación la hipótesis, la posible modelación eléctrica de paneles fotovoltaicos utilizando el programa de simulación de la caja de herramientas Matlab-Simulink, con el objetivo de desarrollar una aplicación computacional para modelar y simular la generación eléctrica de paneles solares de tipo comercial, para ello, se utiliza el modelo de circuito eléctrico de una celda fotovoltaica para determinar la ecuaciones correspondientes, las más relevantes entre ellas que se usó, la primera ley de Kirchhoff para la corriente de salida de una celda fotovoltaica ideal y la ecuación de corriente del diodo de Shockley, entre otras, que permitió modelar el código de Matlab para Simulink, luego se usó los datos de las especificaciones técnicas de cada panel comercial para su simulación, guardando los resultados en distintosscrips, los que posteriormente son llamados para un segundo código en Matlab, que ordena y muestra los resultados de forma gráfica. Después se seleccionó los paneles con el mejor y el peor rendimiento para una segunda simulación que consistió en agregar las temperaturas y radiación mensual promedio a la simulación anterior y agregar algunos cambios al código de Matlab, de esta manera nos mostró el desempeño anual de ambos paneles en forma gráfica, por lo que queda demostrado que gracias a la potencia y flexibilidad que entrega Matlab-Simulink, por su eficacia de los algoritmos de cálculo, la gran variedad de librerías matemáticas disponibles y su facilidad de uso, se logró simular paneles fotovoltaicos, comparar sus rendimientos en iguales condiciones y estimar la generación energética de estos a través del tiempo.

En la búsqueda de implementar métodos de fomentar energías limpias y amigables con el medio ambiente como la energía solar a través de paneles fotovoltaicos para obtener energía eléctrica, se plantea para la presente investigación la hipótesis, la posible modelación eléctrica de paneles fotovoltaicos utilizando el programa de simulación de la caja de herramientas Matlab-Simulink, con el objetivo de desarrollar una aplicación computacional para modelar y simular la generación eléctrica de paneles solares de tipo comercial, para ello, se utiliza el modelo de circuito eléctrico de una celda fotovoltaica para determinar la ecuaciones correspondientes, las más relevantes entre ellas que se usó, la primera ley de Kirchhoff para la corriente de salida de una celda fotovoltaica ideal y la ecuación de corriente del diodo de Shockley, entre otras, que permitió modelar el código de Matlab para Simulink, luego se usó los datos de las especificaciones técnicas de cada panel comercial para su simulación, guardando los resultados en distintosscrips, los que posteriormente son llamados para un segundo código en Matlab, que ordena y muestra los resultados de forma gráfica. Después se seleccionó los paneles con el mejor y el peor rendimiento para una segunda simulación que consistió en agregar las temperaturas y radiación mensual promedio a la simulación anterior y agregar algunos cambios al código de Matlab, de esta manera nos mostró el desempeño anual de ambos paneles en forma gráfica, por lo que queda demostrado que gracias a la potencia y flexibilidad que entrega Matlab-Simulink, por su eficacia de los algoritmos de cálculo, la gran variedad de librerías matemáticas disponibles y su facilidad de uso, se logró simular paneles fotovoltaicos, comparar sus rendimientos en iguales condiciones y estimar la generación energética de estos a través del tiempo.