Ensayos de diferentes marcas de módulos fotovoltaicos en arquitecturas fotovoltaica-térmicas

Fuente: https://www.pv-magazine.com

Los módulos solares de Trina Solar, Canadian Solar y Felicity Solar se probaron en un prototipo de colector térmico fotovoltaico que utiliza el exceso de calor de los elementos fotovoltaicos para calentar el agua. El sistema utiliza un intercambiador de calor de serpentín helicoidal aislado térmicamente para recuperar el calor del panel y una válvula solenoide para permitir la recirculación del agua cuando la temperatura debajo del módulo fotovoltaico aumenta significativamente.

Investigadores de la Universidad de Dschang, en Camerún, han probado los módulos solares de tres fabricantes chinos -Trina Solar , Canadian Solar y Felicity Solar- en colectores fotovoltaicos-térmicos a base de agua.

En la configuración del sistema propuesto, el calor producido por el panel fotovoltaico se recupera a través de un intercambiador de calor de bobina helicoidal aislado térmicamente y se utiliza para calentar el agua. Se construyó un sistema orientado al sur con un ángulo de inclinación de seis grados con módulos solares monocristalinos de Canadian Solar (305W), Trinasolar (305W) y Felicity Solar (250W).

La instalación también utiliza una válvula solenoide para permitir la recirculación del agua cuando la temperatura debajo del módulo fotovoltaico aumenta significativamente. “La temperatura debajo de los módulos y del sistema, es manejada por un microcontrolador que cambia las diferentes interfaces y dos perillas que permiten el ajuste de diferentes rangos de temperatura”, explicaron los científicos, señalando que la válvula solenoide se enciende y el agua fría circula. a través de la bobina, pasando a través de una trampa de agua cuando la temperatura del módulo supera los 59 grados centígrados. El intercambiador de calor debajo del panel se aisló térmicamente con espuma de poliuretano y una lámina de aluminio detrás del aislamiento.

El sistema fue probado en el segundo nivel del edificio que alberga a la empresa local Solaring, bajo las condiciones climáticas de la ciudad de Bafoussam, en la región occidental de Camerún. Se utilizaron sensores de temperatura para medir las distintas temperaturas del sistema híbrido así como la temperatura del agua a la salida del intercambiador. Se utilizaron sensores de corriente y tensión para evaluar el rendimiento de los módulos fotovoltaicos. Las mediciones se tomaron durante cuatro días a intervalos de cinco minutos.

Los científicos descubrieron que el sistema PV/T con los módulos de Canadian Solar obtuvo la mejor eficiencia general, con un 57,59 %. Con irradiación media de 877W/m ² , estos módulos lograron una eficiencia de conversión de energía promedio de 16.8%, una eficiencia eléctrica termofotovoltaica de agua promedio de 18.89%, un crecimiento de rendimiento de energía de 12.3%, una eficiencia térmica fotovoltaica de termoagua promedio de 38.7% y una eficiencia de agua caliente promedio temperatura de 41 grados Celsius.

A modo de comparación, el módulo de Trina logró una eficiencia de conversión de energía promedio de 16,0 %, una eficiencia eléctrica fotovoltaica térmica de agua promedio de 18,42 %, un crecimiento del 11,8 % en el rendimiento de energía, una eficiencia térmica fotovoltaica térmica de agua promedio de 39,1 % y un promedio de temperatura del agua caliente de 41,5 grados centígrados.

El panel de Felicity Solar logró el rendimiento más bajo, con una eficiencia de conversión de energía promedio del 15,8 %, una eficiencia eléctrica fotovoltaica térmica de agua promedio de 17,02 %, un crecimiento del 11,0 % en el rendimiento de energía, una eficiencia térmica fotovoltaica térmica de agua promedio de 38,7 %, y una temperatura promedio del agua caliente de 41 grados centígrados.

“Este enfoque nos permitió recuperar parte de la energía eléctrica de los módulos perdida en forma de calor mientras determinamos la cantidad de agua caliente que puede producir un módulo fotovoltaico”, concluyeron los científicos. «El prototipo [que fue] realizado y experimentado [en] también nos permitió notar que el rendimiento eléctrico de los sistemas de agua PV/T también varía según el tipo y la marca del módulo solar elegido».

Los resultados de las pruebas se pueden encontrar en el artículo “Estudio experimental sobre las características eléctricas y térmicas de un modelo de colector solar híbrido fotovoltaico/termal de agua utilizando módulos solares fotovoltaicos de diferentes marcas”,  que se publicó recientemente en Energy Conversion and Management: X .