Análisis exploratorio del desempeño de controladores de sistemas fotovoltaicos de uso industrial. Exploratory analysis of the performance of controllers for industrial photovoltaic systems.
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
Este estudio analiza el desempeño de los controladores en sistemas fotovoltaicos industriales en Ecuador, un país con alto potencial solar, pero con una participación limitada de la energía solar en su matriz energética nacional. Mediante un enfoque de métodos mixtos, se evaluaron datos técnicos y prácticas operativas de doce sistemas industriales ubicados en las regiones Costa y Sierra para comparar los controladores PWM y MPPT. Los resultados muestran que los controladores MPPT alcanzan una eficiencia promedio de aproximadamente el 92%, superando a los controladores PWM, que alcanzan alrededor del 75%. Se identificó que las condiciones ambientales, como la humedad, la salinidad y las variaciones térmicas, reducen el desempeño del sistema, especialmente en los contextos costero y andino. Además, la limitada implementación de programas de mantenimiento preventivo se asoció con mayores tasas de fallas operativas. Se concluye que, si bien los controladores MPPT son técnicamente superiores, su desempeño sostenible depende de una adecuada adaptación ambiental, estrategias de mantenimiento estructuradas y el fortalecimiento del soporte técnico e institucional para su adopción en el sector industrial.
Descargas
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Citas
Alajmi, N. F., Alolayan, M. S., & Alghamdi, A. S. (2013). Exploratory data analysis for photovoltaic system performance optimization in Saudi Arabia. Renewable Energy, 55, 423–431. https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.12.021
Agencia de Regulación y Control de Energía y Recursos Naturales No Renovables [ARCONEL]. (2021). Reglamento para generación distribuida en Ecuador. https://www.arconel.gob.ec
ARCONEL. (2023). Informe anual de energías renovables en Ecuador. https://www.arconel.gob.ec/publicaciones
Becquerel, A. E. (1839). Mémoire sur les effets électriques produits sous l’influence des rayons solaires [Memoria sobre los efectos eléctricos producidos bajo la influencia de los rayos solares]. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 9, 561–567.
Comisión Económica para América Latina y el Caribe [CEPAL]. (2023). Barreras para las energías renovables en Ecuador. https://www.cepal.org
Creswell, J. W., & Plano Clark, V. L. (2018). Designing and conducting mixed methods research (3ª ed.). SAGE Publications.
Duffie, J. A., & Beckman, W. A. (2013). Solar engineering of thermal processes (4ª ed.). Wiley.
Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt [Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y transformación de la luz]. Annalen der Physik, 17(6), 132–148. https://doi.org/10.1002/andp.19053220607
Esram, T., & Chapman, P. L. (2007). Comparison of photovoltaic array maximum power point tracking techniques. IEEE Transactions on Energy Conversion, 22(2), 439–449. https://doi.org/10.1109/TEC.2006.874230
Escuela Superior Politécnica del Litoral [ESPOL]. (2022). Estudio de eficiencia en sistemas fotovoltaicos industriales en Guayaquil. https://www.espol.edu.ec
Guest, G., Bunce, A., & Johnson, L. (2006). How many interviews are enough? An experiment with data saturation and variability. Field Methods, 18(1), 59–82. https://doi.org/10.1177/1525822X05279903
Green, M. A. (2003). Third generation photovoltaics: Ultra-high efficiency at low cost. Springer.
Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables [INER]. (2020). Atlas solar del Ecuador. https://www.energia.gob.ec/iner
International Energy Agency [IEA]. (2023). Renewables 2023: Analysis and forecast to 2028. https://www.iea.org/reports/renewables-2023
Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología [INAMHI]. (2023). Datos climáticos históricos de Ecuador. https://www.inamhi.gob.ec
Jordan, D. C., Kurtz, S., VanSant, K., & Newmiller, J. (2016). Degradation in photovoltaic module performance under humid conditions. Renewable Energy, 96, 23–31. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.04.054
Kalogirou, S. A. (2014). Solar energy engineering: Processes and systems (2ª ed.). Academic Press.
Luque, A., & Hegedus, S. (2011). Handbook of photovoltaic science and engineering (2ª ed.). Wiley.
Messenger, R. A., & Ventre, J. (2004). Photovoltaic systems engineering (2ª ed.). CRC Press.
Ministerio de Energía y Recursos Naturales No Renovables [MINENERGÍA]. (2023). Balance energético nacional 2023. https://www.energia.gob.ec
Organización Latinoamericana de Energía [OLADE]. (2023). Informe de energías renovables en América Latina. https://www.olade.org
Salas, V., Olias, E., Barrado, A., & Lazaro, A. (2012). Impact of temperature on the performance of maximum power point tracking controllers in tropical climates. Solar Energy, 86(5), 1234–1245. https://doi.org/10.1016/j.solener.2012.02.021
Trishan Esram. (2007). Comparison of maximum power point tracking techniques for photovoltaic systems [Tesis doctoral]. University of Illinois at Urbana-Champaign.
Universidad Politécnica Salesiana. (2023). Desempeño de controladores solares en la Sierra ecuatoriana. https://www.ups.edu.ec
Villalva, M. G., Gazoli, J. R., & Filho, E. R. (2009). Comprehensive approach to modeling and simulation of photovoltaic arrays. IEEE Transactions on Power Electronics, 24(5), 1198–1208. https://doi.org/10.1109/TPEL.2009.2013037