Dimensioning and efficiency evaluation of a hybrid photovoltaic thermal system in a tropical climate region

Abstract

fotovoltaicos (PVT) en regiones de clima tropical. En los sistemas PVT, se acopla un intercambiador de calor a los paneles fotovoltaicos (FV) convencionales, lo que permite mejorar la eficiencia de los paneles fotovoltaicos y proporcionar calor: la disminución de la temperatura de las células fotovoltaicas aumenta la energía eléctrica producida, mientras que el calor absorbido puede utilizarse en aplicaciones de baja temperatura, como el calentamiento de agua o el aire acondicionado. En este trabajo de investigación, los principales factores que afectan al rendimiento de los sistemas FVT se estudian en profundidad con el fin de elegir el conjunto más adecuado de parámetros más adecuados para un clima tropical, teniendo en cuenta aspectos técnicos y económicos. El uso combinado de la lógica digital y los métodos de índice de mérito se aplican a la selección del material del intercambiador de calor. El análisis del rendimiento de los demás aspectos constructivos y variables operativas se lleva a cabo mediante una simulación numérica que utiliza el modelo de resistencia térmica y se valida mediante resultados experimentales. Utilizando datos meteorológicos reales, el rendimiento con respecto a un sistema fotovoltaico convencional durante un día completo. Los resultados muestran una mejora significativa de la eficiencia: En el peor de los casos, la eficiencia eléctrica media del 12,53% del sistema fotovoltaico se incrementa hasta el 29,06% en el caso de un sistema FVT (12,55% de eficiencia eléctrica más 16,51% de eficiencia térmica). En el mejor de los casos, se alcanzó una eficiencia global media del 41,83% con PVT, lo que demuestra la capacidad de la planta PVT para aumentar la captación de energía de la radiación solar y mostrando que el rendimiento se mejora seleccionando cuidadosamente esos factores.