Experimental Analysis of the Performance of a PV System with a Centralized Inverter and Microinverters: A Study Case in Manizales

Cortés Cortés, Claudia Lucía; Gómez Gómez, Gloria Stephany; Betancur Londoño, Felipe; Carvajal Quintero, Sandra Ximena; Guerrero González, Neil

Date

2020-01-30

Author

Cortés Cortés, Claudia Lucía

Gómez Gómez, Gloria Stephany

Betancur Londoño, Felipe

Carvajal Quintero, Sandra Ximena

Guerrero González, Neil

TY - GEN T1 - Experimental Analysis of the Performance of a PV System with a Centralized Inverter and Microinverters: A Study Case in Manizales AU - Cortés Cortés, Claudia Lucía AU - Gómez Gómez, Gloria Stephany AU - Betancur Londoño, Felipe AU - Carvajal Quintero, Sandra Ximena AU - Guerrero González, Neil Y1 - 2020-01-30 UR - http://hdl.handle.net/20.500.12622/4599 AB - La generación de electricidad amigable con el medio ambiente es un factor fundamental para el crecimiento económico y social de cualquier país. Recientemente la instalación de sistemas de generación fotovoltaicos se ha incrementado a nivel local, aunque su rendimiento depende del lugar de instalación y se ve afectado por diversos parámetros ambientales como la radiación, la temperatura y la precipitación. En el presente trabajo se lleva a cabo un análisis experimental del rendimiento, en términos de potencia generada, de un sistema solar fotovoltaico con inversor centralizado y con microinversores, instalado en la ciudad de Manizales, ubicada a 2.150 m s.n.m., temperatura promedio de 16.4 °C y precipitación de 1.878 mm al año. Históricamente, este municipio presenta dos periodos de tiempo lluviosos con alta nubosidad entre los meses de abril – junio y octubre – diciembre, y dos periodos de tiempo menos lluviosos entre los meses de enero–marzo y julio–septiembre. Para el experimento se implementó un sistema de generación solar fotovoltaico conformado por seis paneles solares marca Hybrytec con 270 W de potencia de generación cada uno, y dos sistemas de monitoreo – (i) Wifi – Box® para el arreglo fotovoltaico con inversor centralizado y (ii) EnvoyTM para el arreglo fotovoltaico con microinversores. Los parámetros ambientales recolectados por la estación meteorológica La Nubia, ubicada en los alrededores del sistema solar, y los datos recolectados por los sistemas de monitoreo implementados son analizados en el periodo de tiempo comprendido entre los meses de julio de 2018 y mayo de 2019. Se observa y se concluye que, a pesar de los altos niveles de precipitación promedio acumulada mensual (entre 71 mm y 262,2 mm) y los altos niveles de nubosidad (nublado o mayormente nublado el 76 % del tiempo), el arreglo fotovoltaico con microinversores presenta un 16,5 % de energía generada por encima del arreglo con inversor centralizado. 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Se observa y se concluye que, a pesar de los altos niveles de precipitación promedio acumulada mensual (entre 71 mm y 262,2 mm) y los altos niveles de nubosidad (nublado o mayormente nublado el 76 % del tiempo), el arreglo fotovoltaico con microinversores presenta un 16,5 % de energía generada por encima del arreglo con inversor centralizado.}, url = {http://hdl.handle.net/20.500.12622/4599} }RT Generic T1 Experimental Analysis of the Performance of a PV System with a Centralized Inverter and Microinverters: A Study Case in Manizales A1 Cortés Cortés, Claudia Lucía A1 Gómez Gómez, Gloria Stephany A1 Betancur Londoño, Felipe A1 Carvajal Quintero, Sandra Ximena A1 Guerrero González, Neil YR 2020-01-30 LK http://hdl.handle.net/20.500.12622/4599 AB La generación de electricidad amigable con el medio ambiente es un factor fundamental para el crecimiento económico y social de cualquier país. 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Para el experimento se implementó un sistema de generación solar fotovoltaico conformado por seis paneles solares marca Hybrytec con 270 W de potencia de generación cada uno, y dos sistemas de monitoreo – (i) Wifi – Box® para el arreglo fotovoltaico con inversor centralizado y (ii) EnvoyTM para el arreglo fotovoltaico con microinversores. Los parámetros ambientales recolectados por la estación meteorológica La Nubia, ubicada en los alrededores del sistema solar, y los datos recolectados por los sistemas de monitoreo implementados son analizados en el periodo de tiempo comprendido entre los meses de julio de 2018 y mayo de 2019. Se observa y se concluye que, a pesar de los altos niveles de precipitación promedio acumulada mensual (entre 71 mm y 262,2 mm) y los altos niveles de nubosidad (nublado o mayormente nublado el 76 % del tiempo), el arreglo fotovoltaico con microinversores presenta un 16,5 % de energía generada por encima del arreglo con inversor centralizado. OL Spanish (121)

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La generación de electricidad amigable con el medio ambiente es un factor fundamental para el crecimiento económico y social de cualquier país. Recientemente la instalación de sistemas de generación fotovoltaicos se ha incrementado a nivel local, aunque su rendimiento depende del lugar de instalación y se ve afectado por diversos parámetros ambientales como la radiación, la temperatura y la precipitación. En el presente trabajo se lleva a cabo un análisis experimental del rendimiento, en términos de potencia generada, de un sistema solar fotovoltaico con inversor centralizado y con microinversores, instalado en la ciudad de Manizales, ubicada a 2.150 m s.n.m., temperatura promedio de 16.4 °C y precipitación de 1.878 mm al año. Históricamente, este municipio presenta dos periodos de tiempo lluviosos con alta nubosidad entre los meses de abril – junio y octubre – diciembre, y dos periodos de tiempo menos lluviosos entre los meses de enero–marzo y julio–septiembre. Para el experimento se implementó un sistema de generación solar fotovoltaico conformado por seis paneles solares marca Hybrytec con 270 W de potencia de generación cada uno, y dos sistemas de monitoreo – (i) Wifi – Box® para el arreglo fotovoltaico con inversor centralizado y (ii) EnvoyTM para el arreglo fotovoltaico con microinversores. Los parámetros ambientales recolectados por la estación meteorológica La Nubia, ubicada en los alrededores del sistema solar, y los datos recolectados por los sistemas de monitoreo implementados son analizados en el periodo de tiempo comprendido entre los meses de julio de 2018 y mayo de 2019. Se observa y se concluye que, a pesar de los altos niveles de precipitación promedio acumulada mensual (entre 71 mm y 262,2 mm) y los altos niveles de nubosidad (nublado o mayormente nublado el 76 % del tiempo), el arreglo fotovoltaico con microinversores presenta un 16,5 % de energía generada por encima del arreglo con inversor centralizado.

Abstract

Generating electricity in an environment-friendly manner is a key factor for the economic and social growth of any country. Recently, the installation of PV generation systems has increased, although their performance depends on the location and is affected by multiple environmental parameters, such as solar radiation level, temperature, and precipitation. This work presents an experimental analysis, in terms of generated power, of a PV system installed in Manizales using (a) a centralized inverter and (b) microinverters. Manizales (2150 m a.s.l.; average temperature, 16.4 °C; and annual precipitation, 1878 mm) has historically presented two rainy seasons with high levels of cloudiness in April–June and October–December, and two seasons with minimum rains in January–March and July–September. For this experiment, a PV generation system was implemented using six Hybrytec solar panels ranging up to 270 Watts per panel and two monitoring systems: (i) Wifi–Box® for the PV array with a centralized inverter and (ii) EnvoyTM for the PV array with microinverters. The authors employed environmental parameters collected at the meteorological station La Nubia, located in the surroundings of the solar power system, and data gathered by the PV monitoring systems between July 2018 and May 2019. Despite the high levels of monthly accumulated precipitation (between 71 mm and 262.2 mm) and cloudiness (cloudy and mostly cloudy 76 % of the time) in the area, the PV array generated 16.5 % more energy with the microinverters than with the centralized inverter.