Modelo de un diodo
El modelo de un diodo es un circuito eléctrico equivalente que representa una célula solar como una fuente de corriente, un diodo, una resistencia serie (Rs) y una resistencia paralelo (Rsh). Sus parámetros se resuelven a partir de los puntos de la ficha técnica, de modo que puede reproducir las curvas I–V y P–V de un módulo con cualquier irradiación y temperatura.
El modelo de un diodo es la forma estándar de describir matemáticamente el comportamiento eléctrico de una célula solar. Representa la célula como un circuito equivalente: una fuente que produce la corriente fotogenerada, un diodo en paralelo con ella que recoge el comportamiento de la unión p-n, una resistencia paralelo (Rsh) que da cuenta de las fugas y una resistencia serie (Rs) que da cuenta de las pérdidas resistivas en la célula y en sus contactos.
Su fuerza está en que generaliza desde una ficha técnica. Un fabricante publica solo unos pocos puntos, tensión de circuito abierto (Voc), corriente de cortocircuito (Isc) y punto de máxima potencia (Vmp, Imp), todos medidos en condiciones estándar de ensayo. Al ajustar los parámetros del circuito equivalente para que el modelo pase por esos puntos, el modelo de un diodo puede después generar las curvas corriente-tensión (I–V) y potencia-tensión (P–V) completas con cualquier otra irradiación y temperatura.
Eso es lo que hace posible una simulación realista. Una vez que cada módulo tiene una curva I–V precisa, los strings se construyen sumando las tensiones de los módulos en cada nivel de corriente, y las conexiones en paralelo sumando las corrientes en cada nivel de tensión. El punto de máxima potencia del inversor se localiza después sobre la curva P–V combinada. Nada de esto funciona partiendo solo del rendimiento de placa: hace falta una curva que responda correctamente a las condiciones.
También recoge los casos difíciles. Como el modelo es físico, representa cómo se comporta un módulo bajo sombreado parcial, cuando entran en funcionamiento los diodos de paso y en los extremos de temperatura, donde Voc e Isc se desplazan. Son exactamente las situaciones en las que una simple reducción porcentual da la respuesta equivocada.
Por qué es importante para los instaladores solares
El modelo de un diodo es el motor silencioso que hay bajo una estimación de producción fiable. Es la razón de que una propuesta bien modelada se sostenga después de ejecutar la instalación, incluso en cubiertas sombreadas o mal orientadas. SolarVis resuelve el modelo de un diodo para cada módulo a partir de su ficha técnica, y sobre él construye strings, entradas MPPT y producción horaria, de modo que la cifra que enseña al cliente se apoya en física y no en una suposición plana.
Preguntas habituales
- ¿Cuáles son los cinco parámetros del modelo?
- La forma clásica tiene cinco: la corriente fotogenerada, la corriente de saturación del diodo, el factor de idealidad del diodo, la resistencia serie Rs y la resistencia paralelo Rsh. Se resuelven para que el modelo pase por los puntos conocidos de la ficha técnica, es decir tensión de circuito abierto, corriente de cortocircuito y punto de máxima potencia.
- ¿Qué diferencia hay con el modelo de dos diodos?
- El modelo de dos diodos añade un segundo diodo para representar por separado la corriente de recombinación en la zona de deplexión, lo que mejora la precisión con irradiación baja y en ciertas tecnologías de célula. El modelo de un diodo es más simple, necesita menos datos de entrada y resulta suficientemente preciso para la inmensa mayoría del modelado de producción, y por eso sigue siendo el estándar del sector.
- ¿Por qué importa para las estimaciones de producción?
- Como reproduce la curva I–V real, recoge cómo se comporta un módulo bajo sombreado parcial, a alta temperatura y con irradiaciones alejadas de la nominal, condiciones que una reducción plana de rendimiento no puede representar. Construir las curvas de string y de campo a partir de curvas precisas por módulo es lo que hace fiable una producción simulada.
