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Curva I-V fotovoltaica: medida contra esperada, traslado a STC y diagnóstico

Abra la medición de un trazador de curvas I-V (un archivo CSV) o use un ejemplo, y compárela con la curva que daría el módulo con los datos de su hoja en las condiciones de la prueba. Calcula la potencia máxima, el factor de forma, las resistencias aparentes y un diagnóstico por la forma de la curva. El archivo no sale de su equipo.

IEC 62446-1pruebas de puesta en servicio de sistemas fotovoltaicosIEC 60904-1medición de la característica corriente-tensiónIEC 60891traslado a STC: referencia; sus procedimientos no se reproducen aquí

Casos de ejemplo
Curva I-V fotovoltaica: medida contra esperada, traslado a STC y diagnóstico

Solo los datos básicos; el resto se toma con valores típicos.

AAprender

E1Módulo (placa, a STC)
A

De la hoja de datos, a 1000 W/m² y 25 °C.

V
A
V

1 = un módulo solo; el número de módulos de un string si mide el string.

E2Condiciones de la prueba
W/m²

Con la celda de referencia o el piranómetro puestos en el plano de los módulos.

°C

No la del aire: la de la celda (sensor en la cara trasera o calculada). Un error de 1 °C mueve la Voc 0,27 %.

E3Medición

Los ejemplos son curvas propias, medidas a 870 W/m² y 47 °C (el «sano b», a 650 W/m² y 41 °C). «Mi medición» usa la tabla de abajo.

Su archivo no sale de su equipo. Se lee con el navegador y no se sube ni se guarda. La tabla no va en el enlace copiado.

Puntos de la curva

Una fila por punto: tensión del string en voltios y corriente en amperios. Pegue las dos columnas del CSV del trazador, con o sin encabezado; se reconocen el punto y coma, la coma y el tabulador.

FilaTensiónVCorrienteAQuitar

E4Modelo y criterio
%/°C
%/°C
%

Admite coma o punto decimal. El cálculo se hace en su navegador y se actualiza mientras escribe.

Potencia máxima medida

— kW

Factor de forma

—

Corriente de cortocircuito medida

— A

Tensión de circuito abierto medida

— V

Pmax contra la esperada

— %

Isc contra la esperada

— %

Voc contra la esperada

— %

Factor de forma contra el esperado

— %

Potencia a STC

— kW

Contra la potencia de placa

— %

Isc a STC

— A

Voc a STC

— V

Diagnóstico

—

Resistencia serie aparente

— Ω

Resistencia paralelo aparente

— Ω

Máximos de potencia

—

Corriente contra tensión
  • Medida
  • Esperada
  • Pmax medida
La línea gruesa es su medición y la delgada, la curva esperada con los datos de la placa en la irradiancia y la temperatura de la prueba. El punto es la potencia máxima.
Potencia contra tensión
  • Medida
  • Esperada
Una curva sana tiene una sola cima. Dos cimas indican un escalón: sombra, suciedad localizada o un diodo de paso conduciendo.
Diferencia de corriente: medida menos esperada
  • Medida − esperada
  • Cero
Una línea plana cerca de cero es un string que sigue al modelo. Un desfase uniforme apunta a la irradiancia; una separación solo cerca de la rodilla, a las resistencias; picos, a escalones.
Desviaciones contra la esperada
  • Desviación
  • Banda de Pmax
Cada barra es medida contra esperada en las mismas condiciones. La línea punteada es la banda de Pmax que usted aceptó; las demás no tienen umbral normativo.
Curva medida y trasladada a STC
  • Medida en la prueba
  • Trasladada a STC
  • Placa a STC
La curva trasladada se obtiene ajustando el modelo del módulo a su medición y llevándolo a 1000 W/m² y 25 °C. Si queda sobre la de la placa, el string entrega lo garantizado.
Potencia a STC
  • Medida en la prueba
  • Trasladada a STC
  • Placa a STC
La cima de la curva trasladada es la potencia a STC que se compara con la de placa.
Pendiente normalizada de la curva
  • Medida
  • Esperada
La pendiente −dI/dV de una curva sana solo sube. Un hundimiento seguido de una nueva subida es un escalón: ahí un diodo de paso entró en conducción.
Potencia y escalones
  • Medida
  • Esperada
Las cimas de potencia se cuentan sobre esta curva: una sola es lo normal.

Cálculo paso a paso

Qué significa para su planta

    Para qué sirve

    La curva I-V de un string es la prueba del lado de corriente continua con la que se comprueba, en campo, que los módulos entregan lo que dice su hoja. Esta herramienta lee la medición de su trazador, la compara con la curva esperada, la lleva a condiciones estándar y le dice qué patrón tiene: escalones, corriente baja, tensión baja, resistencia serie alta o fuga en paralelo.

    Si el string es de una planta de su propiedad, use la herramienta de strings para saber cuántos módulos admite el inversor, y la de pérdidas y performance ratio para ver cuánto produce. Lo que no se ve desde una curva, como un módulo con celdas rotas, lo ve la termografía.

    Cómo se calcula

    IEC 60904-1característica corriente-tensión

    Modelo del módulo (un diodo, cinco parámetros)

    I = Iph − I0 · (exp((V + I · Rs) / a) − 1) − (V + I · Rs) / Rsh · a = n · Ns · k · T / q

    Con los cuatro puntos de la placa (Isc, Voc, Imp, Vmp) se halla Rs y Rsh para que la curva pase por el punto de máxima potencia y tenga su máximo ahí; Iph e I0 salen de Isc y Voc. Es el ajuste de la literatura abierta (Villalva, Gazoli y Filho, 2009; De Soto, Klein y Beckman, 2006).

    Condiciones de la prueba

    Isc(G, T) = Isc · G/1000 · (1 + α · (T − 25)) · Voc(T) = Voc · (1 + β · (T − 25)) · Rsh(G) = Rsh · 1000/G

    La corriente es proporcional a la irradiancia, la tensión de circuito abierto baja con la temperatura de celda con el coeficiente β de la hoja, y la resistencia en paralelo crece cuando baja la irradiancia. La resistencia serie se toma constante. El string suma la tensión de sus módulos a la misma corriente.

    Indicadores de la medición

    FF = Pmax / (Isc · Voc) · Rs,ap = −dV/dI cerca de Voc · Rsh,ap = −dV/dI cerca de Isc

    Las resistencias aparentes son las pendientes de la curva en los dos extremos (ajuste por mínimos cuadrados en la zona de baja corriente y en la de baja tensión). Incluyen la resistencia dinámica del diodo, así que no son la Rs del modelo: se comparan con las de la curva esperada calculadas del mismo modo. Los escalones se cuentan en la pendiente normalizada: cuando cae y vuelve a subir, un diodo de paso conduce.

    Traslado a STC (por el modelo ajustado a su medición)

    Isc,STC = Isc · (1000/G) / (1 + α · (T − 25)) · Voc,STC = (Voc + a · ln(1000/G)) / (1 + β · (T − 25))

    Se ajusta el modelo a los cuatro puntos clave de la medición (con la temperatura de la prueba), se conserva su Rs, se lleva Rsh a 1000 W/m² y se reconstruye la curva con Isc,STC y Voc,STC. No es el procedimiento de IEC 60891: sus ecuaciones están en la norma, que debe consultar para un informe formal. Con una curva con escalones no se traslada.

    Su archivo CSV

    • Elija «Mi medición (CSV)» en «Curva medida», toque «Abrir archivo» y elija el CSV de su trazador, o pegue las columnas en la tabla. El archivo se lee en su navegador.
    • Se aceptan tensión y corriente en dos columnas, con punto y coma, coma o tabulador, coma o punto decimal, con o sin encabezado. Si hay más columnas, se toman las que se llamen tensión/voltaje/V y corriente/I; si no, las dos primeras numéricas.
    • La tensión debe ser la del string completo, en voltios, y el número de módulos en serie debe coincidir con el de la medición.
    • Los datos de irradiancia y temperatura de la prueba no se leen del archivo: escríbalos en «Condiciones de la prueba».

    Límites del cálculo

    • Un módulo promedio: los módulos del string se tratan como iguales. La dispersión real entre módulos, la tolerancia de potencia de la hoja y la incertidumbre del trazador y del piranómetro no se incluyen; la banda de Pmax es suya.
    • El diagnóstico clasifica el patrón de la curva con umbrales de partida de esta herramienta, no de una norma. Un patrón no es una causa: confirme en campo con termografía y con la revisión de las conexiones.
    • El traslado a STC usa el modelo de un diodo con coeficientes lineales de la hoja y la irradiancia sobre las dos resistencias; para un informe con IEC 60891 use el procedimiento de la norma o el programa del trazador. Cambian poco las medidas hechas entre 600 y 1000 W/m²; con menos de 400 W/m² la incertidumbre crece.
    • Los ejemplos son curvas generadas con el mismo modelo, no mediciones de un equipo real. Los efectos que el modelo no reproduce, como la degradación por potencial (PID) en detalle, el desajuste entre módulos de lotes distintos o la deriva de la irradiancia durante el barrido, no se simulan.
    • La resistencia aparente incluye la dinámica del diodo; compárela solo con la esperada de esta herramienta, no con valores de otras fuentes.

    Preguntas frecuentes

    ¿Cómo se compara una curva I-V medida con la esperada?

    Se calcula la curva que daría el módulo con los datos de su hoja (Isc, Voc, Imp, Vmp y coeficientes de temperatura) en la irradiancia y la temperatura de celda de la prueba, y se superpone a la medición. Se comparan la potencia máxima, la corriente de cortocircuito, la tensión de circuito abierto y la forma de la curva, no solo un número.

    ¿Qué significa un escalón en la curva I-V de un string?

    Que una parte del string entrega menos corriente que el resto. Un diodo de paso puentea esa parte y la curva muestra un escalón y dos máximos de potencia. Las causas habituales son sombras, suciedad localizada, celdas rotas o un módulo con una degradación distinta a la de los demás.

    ¿Por qué hay que llevar la medición a condiciones estándar?

    Porque la placa del módulo se da a 1000 W/m² y 25 °C y la prueba rara vez ocurre a esas condiciones. Para saber si la potencia es la garantizada, la medición se traslada a esas condiciones. Esta herramienta lo hace con el modelo del módulo ajustado a la propia medición; el procedimiento normalizado es el de IEC 60891, que no reproduce.

    Hacemos las pruebas de su planta solar

    Medimos las curvas I-V de los strings, hacemos la termografía, también con drones, y las demás pruebas del lado de corriente continua de su planta, con el informe firmado de cada prueba.

    Ver las pruebas de plantas solaresVer la termografía

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