Los miembros del PVLab tienen una larga trayectoria de investigación, liderando y participando tanto en proyectos internos como financiados mediante convocatorias públicas, relacionados con la evaluación y mejora de la eficiencia de los sistemas de energías renovables en general, y especialmente en el ámbito de la energía solar fotovoltaica.
Entre estos últimos se encuentran:
InVivo nEXTh: In Vivo Solar Technologies OM: EXperimenTal Design in Hasrh climate and acceptance contexts. 01/12/2015 - 30/11/2019.
OMEGA-CM (Com. Madrid - Fondos estructurales de la Unión Europea – P2013/MAE-2835): Medidas de Calidad y No Intrusivas para la Evaluación y Optimización Energética de Edificios Existentes con Elementos Constructivos Avanzados. U.R.J.C-CIEMAT. Duración: 01/ene/2014 - 31/dic/2017.
CONFIANZA-FV (P.N. I+D, ENE2012-38632-C02-01): Mejora de la Confianza del Mercado Fotovoltaico: Ensayos Acelerados de Módulos FV para Predecir su Tiempo de Vida y Garantizar la Fiabilidad de los Sistemas a Largo Plazo. CIEMAT. Duración: 01/feb/2013 - 31/ene/2016 (prolongado sept./2016).
EVADIFOT (P.N. I+D, ENE2009-14771-C02-02): Nuevo procedimiento de evaluación de inversores, degradación prematura de módulos e integración en una nueva herramienta de diagnóstico de centrales fotovoltaicas conectadas a la red. FOTOWATIO-CIEMAT. Duración: 1/ene/2009 – 31/dic/2012.
INNDISOL (P.N. de colaboración público - privada, Subpr. Innpacto IPT-420000-2010-6): Innovación en Dispositivos Fotovoltaicos e Integración Arquitectónica Solar. ONYX SOLAR-G.MONDRAGÓN-U.Cat.-U.Barc.-C.LASER- CIEMAT. Duración: 01/ene/2010 – 31/dic/2013.
CALENER (P.N. I+D, ENE2008-05098/ALT): Herramientas para el Cálculo de la Producción de Energía de los Módulos Fotovoltaicos. CIEMAT. Duración: 01/ene/2009 - 31/dic/2011.
PV-PERFORMANCE (UE-FP6 – Contrato no. 019718 (SES)): A science base on PV performance for increased market transparency and customer confidence. IP (Ciemat): J. Fernando Fabero. 01/2006 - 12/2009.
FOTORED (OCI – CIEMAT. Proyecto PIE n. 052030-01): Límites y competitividad de la penetración de la energía solar fotovoltaica en la red eléctrica. 09/1998 - 05/2001.
PV-MOBI (DGXII-UE. Programa JOULE. Contrato n. JOR3-CT97-0182): PV Modules Optimised for Building Integration. IP (Ciemat): J.L.Balenzategui.02/1998 - 10/2000.
QUALIBAT (DGXII-UE. Programa JOULE. Contrato n.JOR3-CT97-0161): Investigation for a Quicker Assessment of Lifetime and Other Characteristics of Batteries. 06/1997 - 12/1999.
, etc.
Recientemente, sus miembros han dirigido y participado el proyecto DEPRISAcr: Desarrollo de Patrones Primarios de Irradiancia Solar basados en Radiómetros de Cavidad (CGL2017-87299-P) cuyo Investigador Principal fue el miembro del PVLab, Dr. J.L. Balenzategui. Dicho proyecto, finalizado el 30/sept/2021, se llevó a cabo en colaboración con el Centro de Metrología y Calibración del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).
El proyecto DEPRISAcr trató sobre la medida de la radiación solar con alta precisión y baja incertidumbre. Esta medida es fundamental en el contexto energético, climatológico y medioambiental actual y, precisamente por ello, este proyecto profundizó en diversos aspectos metrológicos para su estimación correcta y fiable.
El instrumento que se utiliza como referencia, con el máximo nivel metrológico para medir la radiación solar, es el radiómetro absoluto de cavidad (ACR), que trabaja bajo el principio de sustitución eléctrica. Su trazabilidad actual al SI se obtiene por comparación contra la referencia mundial WRR (del inglés «World Radiometric Reference»), realizada por un grupo de patrones, el Word Standard Group o WSG, mantenido por el PMOD-WRC (Davos, Suiza). A partir de este tipo de instrumentos primarios, se disemina la escala de irradiancia a patrones y sensores de trabajo en todo tipo de instalaciones solares, en laboratorios y fabricantes.
El proyecto tuvo dos objetivos principales:
- Caracterizar un ACR ya disponible por calibración de todos sus componentes, obteniendo su incertidumbre de medida propia y estableciendo una escala (dual) para la calibración de pirheliómetros y piranómetros con trazabilidad al SI.
- Investigar en formas de reducir la incertidumbre de medida de los ACR mediante el ensayo y simulación en diversos fenómenos en que se basa su funcionamiento (incorporando un cuerpo negro a la entrada del ACR, probando distintas configuraciones del sistema óptico de entrada, realizando simulaciones de distintas configuraciones de la cavidad y los elementos calefactores, probando y diseñando nuevos circuitos electrónicos de control y medida, y probando sistemas de refrigeración activos que permitan tener un punto de referencia con temperatura estable).
El proyecto apostó por tanto por una doble vertiente: por un lado, la diseminación de la escala de irradiancia en todo el tejido científico, técnico e industrial a nivel nacional en el ámbito de la energía solar basándose en radiómetros de cavidad comerciales; por otro, en el desarrollo de nuevos instrumentos que permitan mejorar su precisión y fiabilidad para afrontar los retos que en materia de evaluación y producción energética, de cambio climático y preservación del medio ambiente se exigen progresivamente desde diversos ámbitos.
Impacto de los resultados:
El proyecto DEPRISAcr permitió la caracterización completa de dos tipos diferentes de radiómetros absolutos de cavi- dad (ACRs), acorde a los principios metrológicos fundamentales. Asimismo, se empleó un uso novedoso de funciones modelo de medida de los radiómetros como medio de identificación de variables de entrada, con el fin de establecer el peso relativo de cada parámetro en el cómputo de la incertidumbre final.
Dicha caracterización hizo posible determinar la indertidumbre de medida de los radiómetros (en torno al 0.4 % ac- tualmente, para factores de cobertura k=1) y establecer la trazabilidad de las medidas de irradiancia solar tanto a la referencia WRR como al SI, identificando mejoras técnicas necesarias para una mayor reducción de la incertidumbre.
Figura 7.4: Simulación con Zemax Optics Studio de la distribución de la irradiancia recibida en las cavidades de los radiómetros absolutos: AHF (izquierda); PMO6 (derecha).
Asimismo, se desarrollaron procedimientos para la diseminación de la escala de irradiancia mediante la determinación de la responsividad de pirheliómetros con incertidumbres del 1.1 % (k=2) y de piranómetros con 1.5 % (k=2).
Actualmente, el PVLab trabaja en propuestas adicionales relacionadas con la Metrología Avanzada de la Irradiancia Solar Terrestre como Variable Climática Esencial.
