Validación del modelo matemático de un panel solar empleando la herramienta Simulink de Matlab

Validation of the mathematical model of a solar panel using Matlab/Simulink tool

El objetivo de este trabajo es realizar un análisis estadístico y una validación de los resultados obtenidos de las simulaciones de un panel solar, con la herramienta Matlab/Simulink. Se realizaron una serie de mediciones de la potencia generada por el panel solar, bajo diferentes condiciones de radiación y temperatura de operación; luego se simuló el comportamiento del panel mediante el modelo matemático y el modelo del mismo establecido por Simulink; por último, se realizó un análisis de la aproximación de cada una de las simulaciones con los datos reales. Los resultados indican que, para la simulación por medio del modelo matemático del panel solar, se obtuvo un coeficiente de determinación de 0.9889, mientras que, para el modelo del panel solar establecido por Simulink fue de 0,8673. Lo anterior evidencia la buena correlación de cada una de las simulaciones realizadas con los valores reales, llegando a la conclusión que, aunque los dos métodos utilizados se acercan a la realidad, el modelo matemático del panel solar consigue una mejor aproximación.

1. INTRODUCCIÓN

El continuo daño ambiental y el uso de combustibles fósiles hacen un importante llamado a la planificación de un modelo energético que satisfaga las necesidades del ser humano y permita cuidar el medio ambiente (Reyes-Caballero, Fernández-Morales & Duarte, 2016). Es por esta razón que las energías renovables han conseguido un papel importante como solución a las deficiencias energéticas y a la problemática ambiental que amenaza el desarrollo de las principales actividades humanas (Granda-Gutiérrez et al., 2013).

La energía solar es causante de diferentes ciclos naturales que permiten la continuidad de la vida en el planeta Tierra, de los movimientos del agua y del viento, así como del crecimiento de las plantas, debido a esto es considerada como el origen de las fuentes de energía renovable (Marín, 2004). Los sistemas fotovoltaicos convierten la energía solar en energía eléctrica aprovechando el recurso aparentemente inagotable del Sol (Smets, Jäger, Isabella, Van Swaaij, & Zeman, 2016), haciendo del sector fotovoltaico uno de los de mayor crecimiento a nivel mundial (Agency, 2016).

La importancia de la energía solar fotovoltaica hace necesaria la utilización de herramientas que permitan analizar el comportamiento de los paneles solares, bajo diferentes condiciones de temperatura y radiación.