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Análisis Comparativo entre Modelos Matemáticos, software ETAP y Mediciones In Situ para la Caracterización de un Sistema Fotovoltaico Autónomo - RIIIT
La determinación del comportamiento de un Sistema Fotovoltaico Autónomo en condiciones reales es una fase importante para el diseño, gestión y eficiencia energética. Los módulos fotovoltaicos se evalúan en condiciones estándares de irradiancia y temperatura. Sin embargo, en condiciones reales la ubicación, orientación, inclinación, variaciones de irradiación y temperatura influyen en el rendimiento. En este artículo, se caracteriza un Sistema Fotovoltaico Autónomo instalado en Mazatlán, Sinaloa, considerando orientación e inclinación óptima. Donde se validan los modelos matemáticos de los componentes principales que integra al sistema: módulo fotovoltaico, convertidor Buck-Boost, inversor monofásico y batería. La validación se realiza mediante mediciones experimentales in situ y simulación de flujo de potencia en el software ETAP, evaluando su comportamiento frente a condiciones ambientales reales. Para comparar los resultados se emplean métricas estadísticas como la diferencia porcentual (DP), la raíz del error cuadrático medio (RMSE) y el error cuadrático medio normalizado (nRMSE). Los resultados indican una precisión del 98.07% respecto a los datos experimentales y del 96.85% frente a la simulación en ETAP, con un rendimiento energético de 60%. Estos resultados respaldan la viabilidad del desarrollo de herramientas matemáticas para el diseño óptimo y flexible de Sistemas Fotovoltaicos Autónomos, aplicables en metodologías analíticas con base en las características eléctricas directas de los componentes y su comportamiento dinámico bajo condiciones reales. Asimismo, se facilita el análisis y edición precisa de las magnitudes del sistema, superando las limitaciones de otras herramientas informáticas. Este enfoque impulsa la adopción de metodologías con fundamento científico para consolidar a los Sistema Fotovoltaico Autónomo como una fuente confiable y sostenible de energía renovable.
Palabras clave: Energía solar, Enfoque experimental, Modelado de sistemas fotovoltaicos autónomos.
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