Resultados
Instrumentos de medida:
Para realizar las mediciones de variables se han utilizado instrumentos con certificado de conformidad, los cuales han sido verificados internamente con otros instrumentos que poseen certificado de calibración, estos patrones tienen su correspondiente certificado de calibración, pudiéndose demostrar su trazabilidad con patrones del ENAC.
Los instrumentos utilizados han sido los siguientes:
Multímetro digital FLUKE, mod.185, Nº de serie: 8592000.
Multímetro digital FLUKE, mod.87, Nº de serie: 58960048.
Multímetro digital FLUKE, mod.87, Nº de serie: 68701323.
Controlador de temperatura con sonda PT100 NAIS, mod. KT4.
Controlador de temperatura con sonda PT100 TECNOLOGIC, mod. TDH01 FD11.
Multímetro analógico ICE.
Termómetro Testo, Mod.922, Nº de serie: 3080240175, con sonda de NiCr-Ni.
Anemómetro Testo, mod. 506, Nº de serie: 30607815
Disposición de los aparatos de medida:
Fig.5 (No se han representado los shunt de corriente y potenciómetros)
Medición de parámetros:
Para realizar las medidas se han usado dos paneles fotovoltaicos idénticos. Uno de ellos es el utilizado en el prototipo, (Híbrido) y el otro está instalado al lado, como referencia y sin dispositivos de refrigeración, (Normal), con el fin de tomar medidas simultáneas sobre ambos paneles, para poder cotejar las mediciones y evidenciar experimentalmente las diferencias obtenidas.
Para asegurar los valores y conocer la incertidumbre se han repetido tres veces el experimento, realizado tres tandas de medidas, hallando la media de los valores obtenidos para el análisis de resultados.
La primera prueba consistió en exponer ambos paneles a la radiación solar anotando cada minuto los valores de tensión, intensidad y temperatura de las células. Todavía no se ha conectado la bomba de circulación de agua en el panel híbrido. Una vez alcanzada la temperatura máxima (64,3ºC), se le aplicó tensión a la bomba de circulación de agua del panel híbrido, anotando los valores de tensión, intensidad, temperatura de las células y temperatura del agua del recipiente, por cada grado centígrado decrementado.
Análisis de resultados:
A temperatura de 64,3ºC la potencia del panel de referencia (normal) se sitúa en 4,54 W, la intensidad de cortocircuito (ISC) es de 225 mA y la tensión de salida a circuito abierto (VCO) está en 20,18 Voltios.
En el panel que hemos elegido como referencia, la caída de tensión es de aproximadamente 80 mV por cada grado incrementado. La corriente aumenta ligeramente a un ritmo de 0,7mA, por grado centígrado.
El coeficiente de degradación en nuestro panel es de 0,65%.
La temperatura del agua del recipiente se ha incrementando aproximadamente 0,5ºC por minuto. Al cabo de una hora la temperatura del agua en el recipiente alcanzó
54ºC.
Al no haber renovación de agua en el recipiente, pasados 90 minutos la temperatura del agua se equilibra con la temperatura máxima, en nuestro caso 64,3ºC. Alcanzado este valor la eficiencia en el sistema fotovoltaico es similar al panel normal, sin embargo la potencia térmica está en su punto más alto.
Temperatura de trabajo:
Tt= 25+ (0,4x97)= 25+40= 65ºC
Potencia de salida:
Pt= 6- (6x0,006 x 40)= 4,56 W
Durante el proceso de prueba la potencia eléctrica del panel de referencia alcanzada la temperatura de trabajo, permanece constante entregando la mínima potencia a 64,3ºC, mientras que el panel híbrido ha entregado un 26% más de potencia eléctrica y además ha calentado dos litros de agua a 54ºC.
Conclusiones.
Las conclusiones que se pueden extraer de todo lo expuesto en el presente proyecto son las siguientes:
- Que refrigerando adecuadamente las células de un panel fotovoltaico se pueden conseguir incrementos notables en la potencia eléctrica generada por los mismos.
- Que instalando un absorbedor de calor en el panel solar fotovoltaico, es posible obtener agua caliente, con la suficiente eficiencia para ser aprovechada en usos de A.C.S., calefacción, etc.…
- Que es posible reducir el espacio necesario para instalar energía solar fotovoltaica y térmica.
- Que es posible reducir los materiales necesarios para construir los captadores solares y por lo tanto reducir los efectos medioambientales negativos.
El presente proyecto ha buscado principalmente indagar nuevos métodos que incrementen la eficiencia energética solar, ya que como se ha mencionado, actualmente es tan baja, que en muchas ocasiones no es rentable su aplicación.
Con los datos obtenidos se llega a la conclusión, ya conocida por los expertos en la materia, la temperatura en las células fotovoltaicas juega un papel muy importante en detrimento de la eficiencia de las mismas. Por está razón creo que es esencial buscar nuevos enfoques que permitan potenciar su eficacia, y por ende el consumo de este tipo de energía, limpia, respetuosa y amigable con el medio ambiente. Si lo conseguimos, las generaciones venideras nos lo agradecerán.
Referencias.
CIEMAT: Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía solar fotovoltaica. (1999).
KNOPF: Hannes. Analysis, Simulation, and Evaluation of Maximum Power Point Tracking (MPPT) Methods for a solar Powered Vehicle. Portland State University. (1999).
IDAE: Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía.
ECODES: Fundación Ecología y Desarrollo.
ERA SOLAR: Revista especializada en energía solar.
EREN: Ente Público Regional de la Energía de Castilla y León.
EUROSOLAR: Asociación Europea para las Energías Renovables
UNE EN ISO 10456: 2001 “Materiales y productos para la edificación. Procedimientos para la determinación de los valores térmicos declarados y de diseño”.
MINISTERIO DE VIVIENDA: Código Técnico de la Edificación.
HOME POWER: Revista de energías renovables
