3D Backtracking® aumenta la superficie de captación de las plantas fotovoltaicas

¿Qué es 3D Backtracking®?

3D Backtracking® es el algoritmo más avanzado desarrollado por Suntrack para impulsar la producción de energía solar evitando sombras incluso en las topografías más irregulares.

El problema: el sombreado de los paneles fotovoltaicos

Aunque los seguidores de un eje son la mejor opción para maximizar la generación de los grandes proyectos solares, surgen retos importantes, y el sombreado de los paneles es uno de ellos.

El método más habitual para combatir el sombreado entre filas es el uso de algoritmos de backtracking. Este tipo de algoritmos calcula el ángulo óptimo de cada seguidor para evitar el sombreado, teniendo en cuenta variables como la posición del sol, la fecha, el paso entre filas, la altura del seguidor y su forma. Durante muchos años, el backtracking convencional ha bastado para satisfacer las exigencias del mercado. Las topografías eran en su mayoría llanas y regulares, sin colinas pronunciadas ni depresiones. Así, los modelos de backtracking convencional y el «ajuste fino» manual eran la forma más eficaz de evitar el sombreado.

A medida que los emplazamientos llanos empezaron a agotarse, hubo que introducir algunos cambios para mantener el sombreado al mínimo. Aplicar pendientes constantes a grupos de seguidores fue el enfoque habitual del sector, junto con el ajuste manual de parámetros para arañar esa producción extra. Sin embargo, hace falta dar otro paso adelante para maximizar la producción incluso en los terrenos más exigentes. Suntrack by P4Q, como mayor proveedor independiente de sistemas de control de seguidores, ha desarrollado un algoritmo de backtracking revolucionario que impulsa la producción incluso en las topografías más irregulares: 3D Backtracking®.

3D Backtracking® aumenta la superficie de captación hasta un 5,93 %

Mientras que otros planteamientos en los nuevos algoritmos de seguimiento solar emplean modelos de machine learning para caracterizar la topografía, o dependen de actualizaciones continuas de la posición objetivo enviadas por un controlador centralizado, en Suntrack creemos que la solución más eficiente para evitar el sombreado es resolver un problema geométrico. Por eso nuestro 3D Backtracking® se basa en un análisis poligonal avanzado. A partir del análisis topográfico del emplazamiento se realiza una optimización que exige una capacidad de cálculo considerable y que da como resultado la generación de tablas de transformación de ángulos. En consecuencia, la TCU puede calcular localmente el objetivo óptimo mediante operaciones sencillas.

Gracias a este enfoque podemos garantizar que las ganancias teóricas de producción serán muy similares a las ganancias reales, ya que no habrá ningún factor de alteración como, por ejemplo, las pérdidas de comunicación. Desde el desarrollo del algoritmo 3D Backtracking®, el objetivo en Suntrack ha sido verificar las ganancias de superficie de captación en proyectos reales. El gráfico siguiente muestra una ganancia de superficie de captación del 3,4 % en un proyecto en España con pendientes inferiores al 3 %.

Los puntos rojos representan la relación entre la superficie sombreada y la elevación del sol usando un algoritmo de backtracking tradicional. Cuantos más puntos rojos haya a lo largo del eje x, más paneles estarán sombreados. En cambio, si observamos los puntos verdes, que corresponden al algoritmo 3D Backtracking®, todos se concentran en el 0,00 % de superficie sombreada. Esto significa que, incluso con elevaciones solares bajas, el algoritmo es capaz de reducir el sombreado de los paneles a prácticamente cero.

 

Ventaja de rendimiento de 3D Backtracking®. Variación del terreno (este-oeste)

 

ONDULACIÓN BAJA (PENDIENTE DEL 3 %)	ONDULACIÓN MODERADA (PENDIENTE DEL 4,5 %)	ONDULACIÓN ALTA (PENDIENTE DEL 6 %)
2,76 %	3,70 %	5,93 %

 

En Suntrack by P4Q trabajamos desde el principio con los principales actores del mercado mundial de seguidores y conocemos las distintas soluciones de seguidor que tiene cada cliente. Desde seguidores de una fila hasta seguidores de doble fila y multisegmento, el algoritmo 3D Backtracking está diseñado para funcionar con cualquier configuración de seguidor. Además, el sistema está pensado para trabajar con los datos de salida que se usan habitualmente en el desarrollo de proyectos solares. Estos son los datos de entrada necesarios para aplicar el algoritmo: § coordenadas X, Y y Z de los extremos de cada segmento § anchura de la mesa § desplazamiento del eje § eje de rotación.

Una vez facilitados los datos de entrada se lleva a cabo el proceso de optimización, que consiste básicamente en alcanzar la máxima superficie de captación efectiva. Este proceso no se basa en el trazado de rayos, sino en un análisis poligonal a partir de la dirección de incidencia de la radiación solar, que da lugar a áreas de captación y de obstrucción.

El método es muy eficiente y no requiere una gran capacidad de cálculo para su ejecución.

Para tener en cuenta el efecto del sombreado eléctrico, se aplica un factor de degradación a las áreas de obstrucción y el resultado se resta de las áreas de captación, lo que da como resultado una superficie de captación efectiva para toda la planta fotovoltaica.

El algoritmo incorpora además un margen de seguridad, que permite asumir incertidumbres en las mediciones, bandas muertas de movimiento, torsión de los seguidores, etc. El objetivo principal de la optimización es maximizar la superficie de captación efectiva y, en segundo lugar, minimizar la dispersión de ángulos entre los seguidores. Esto se hace para lograr una producción más equilibrada entre seguidores y evitar situaciones anómalas con apuntamientos muy dispares.

 

3D Backtracking® integrado en cada TCU

Uno de los aspectos clave del 3D Backtracking®, además de impulsar la ganancia de producción en terrenos irregulares, es que se ejecuta localmente, integrado en cada TCU. Otros planteamientos para evitar el sombreado se basan en sistemas externos que difunden la posición óptima de cada seguidor cada pocos minutos. Este enfoque se enfrenta a varios riesgos de implantación:

• Pérdidas de comunicación
• Hardware / software adicional
• Seguridad e integridad de los datos. El nuevo algoritmo de Suntrack sólo requiere procesar los datos antes de la entrega del proyecto. Una vez completado el procesamiento, cada TCU funcionará de forma independiente, sin necesidad de recibir órdenes de una entidad externa.

Las TCU funcionarán con sólo unas pocas decenas de registros, por lo que los requisitos de memoria se mantienen al mínimo. La TCU utiliza esos registros para calcular de forma continua el ángulo óptimo gracias a una función de transferencia diseñada para ejecutarse de manera rápida y eficiente.

 

Compatible con el portfolio de Suntrack

El nuevo algoritmo 3D Backtracking® es compatible con la versión TCU 2020 desarrollada por Suntrack. Sea cual sea la versión de TCU 2020, ya sea self-powered, ACpowered o string-powered, el nuevo algoritmo impulsará la producción de su proyecto solar. ¿Tiene alguna duda sobre 3D Backtracking®? ¡Póngase en contacto con nosotros!