Evaluación de tres modelos matemáticos de la eficiencia de un panel fotovoltaico

Abstract

El potencial de la energía solar es tal que puede satisfacer el requerimiento de energía del mundo, queda pendiente el desarrollo de tecnologías para su aprovechamiento. Aprovechar esta energía con paneles fotovoltaicos es factible, pero es necesario diseñar correctamente estos sistemas y ello involucra modelos matemáticos validados de la temperatura y eficiencia del panel. Por lo cual se evaluó sietes modelos matemáticos empíricos de la eficiencia de un panel fotovoltaico a las condiciones de la región que requieren la medición de la temperatura del panel e irradiancia solar. Para las estimaciones de las correlaciones y comparaciones con lo experimental se utilizó el lenguaje de programación Matlab. En las experimentaciones se utilizó un panel fotovoltaico de 200 W al cual se conectó una resistencia (reóstato) de 10 Ω. Fueron 9 días de experimentos (1854 mediciones) y se consideró tres condiciones de radiación solar: día soleado, parcialmente nublado y nublado. La evaluación experimental se centró en las correlaciones de Evans & Florschuetz (1977), Anis et al. (1983) y Gaglia et al. (2017), la eficiencia promedio estimada por el modelo matemático de Evans & Florschuetz (1977), Anis et al. (1983) y Gaglia et al. (2017) son 8.84%, 8.84% y 8.03%, y el experimental es 8.63%, para un día soleado. Por lo cual se concluye que los modelos predicen convenientemente la eficiencia promedio y la instantánea cuando la variación de la irradiancia solar no es brusca. Esta condición es predecible por modelos matemáticos y se considera para el diseño y optimización de estos sistemas. La estimación de la eficiencia no es confiable para un día parcialmente nublado y nublado.