Modelamiento matemático y validación experimental para incrementar la eficiencia de un panel fotovoltaico en un sistema solar hibrido

Abstract

En la presente investigación se planteó un modelo matemático y validó experimentalmente para incrementar la eficiencia de un panel fotovoltaico de un sistema solar hibrido (SSH). El planteamiento del modelo matemático se realizó por balances de energía en el panel fotovoltaico, absorbedor y tubos de cobre del SSH propuesto teóricamente, y a través de la simulación, se logró determinar un diseño aproximado del SSH. Para la validación experimental se construyó el SSH fotovoltaico-térmico, compuesto por un panel fotovoltaico con dimensiones de 1.65 m ×1.00 m, de eficiencia teórica de 14.9%. En su parte térmica, compuesto por un absorbedor de acero inoxidable de masa 11.09 kg con dimensiones de 1.455 m ×0.96 m, y siete tubos de cobre de 5/8 de pulgada de 1.39 m de longitud para la parrilla y dos tubos de cobre de ½ pulgada de 0.98 m de longitud para el cabezal. El modelo matemático logra estimar las temperaturas del panel fotovoltaico y del absorbedor, factores que influencian directamente en la eficiencia del panel fotovoltaico. Lo cual es respaldado por las medidas de desviación (CD y C) aplicadas al modelo matemático, porque en las ocho corridas experimentales, tienen valores cercanos a uno para CD y valores cercanos a 0 para C. También se realizó la comparación de voltajes generados entre el panel fotovoltaico del SSH y un panel fotovoltaico sin modificar, para verificar el incremento de eficiencia en el SSH, dando como resultado 1.47 V mayor voltaje del SSH con respecto al panel sin modificaciones.