Simulación fotovoltaica considerando parámetros de integración en edificaciones

Abstract

Esta investigación calibra y valida un modelo de sistemas fotovoltaicos monocristalinos en la herramienta computacional System Advisor Model (SAM) para simulación de generación eléctrica, considerando las características meteorológicas en Cuenca (Ecuador), ciudad en altura próxima a la línea ecuatorial. Se obtiene el rendimiento eléctrico al desplegarse paneles fotovoltaicos de características específicas, con inclinaciones que responden a techumbres típicas locales y distintas orientaciones. Se calcula la eficiencia con mediciones in situ durante un período de 18 días, para que, con datos meteorológicos se calibre un archivo climático para el año 2016. Se estiman rendimientos anuales acorde a inclinación y orientación, y a características técnicas de los fotovoltaicos. Se detectan pérdidas por acumulación de suciedad e incremento de temperatura de las placas. Se valida el modelo mediante una regresión lineal, al comparar los valores simulados con los datos obtenidos de mediciones in situ de un panel en posición horizontal. Los resultados indican una pérdida promedio de eficiencia de 2,77 % por condiciones de suciedad y de hasta el 30 % por incremento de temperatura. La validación del modelo mostró un coeficiente de determinación R2 = 0,996 y un RMSE normalizado de 8,16 %. Se concluye además que, por la latitud particular del sitio en estudio, a diferencia de la mayor parte del planeta, la disposición de paneles fotovoltaicos en cualquier orientación considerando pendientes bajas, no reduce significativamente el rendimiento en la generación de energía eléctrica anual.

Revisión conjunta de fuentes primordiales para autoabastecimiento energético urbano e incidencia solar como principal fuente, en contexto de ciudad ecuatorial-andina

“…Para ello se analizó previamente el rendimiento de placas PV en distintas disposiciones respecto al firmamento, al tiempo que se recolecta información climática, entonces, a partir de ello con lecturas de rendimiento de períodos cercano de una semana en cada disposición, se calibra modelo de rendimiento PV en herramienta de simulación SAM, (Simulation Advisor Model). El modelo al analizar frente a producciones reales muestra buena fiabilidad bajo distintas condiciones de irradiación, acorde a resultados comparativos desarrollados por investigadores locales [32].…”

“…Considerando que en Cuenca, existe una gran preponderancia de techumbres inclinadas y que particularmente en esta latitud, el potencial de generación eléctrica es elevado en cualquier superficie inclinada, sin importar la orientación, se considera que todos los faldones son útiles para aplicación de PV. Por ello se realiza en estudio previo la determinación de rendimiento PV en Cuenca, para así poder calibrar un modelo desde irradiación y archivo climático cuya fuente es la Universidad Politécnica Salesiana y calibración para la herramienta desarrollada cuyo proceso y validación en concordancia con rendimiento PV está descrita a detalle por Izquierdo-Torres, Pachecoportilla, Gonzalez-Morales, & Zalamea-Leon [32]. Desde este rendimiento y aplicando índices de ocupación, sombras, pérdidas de conexión aplicadas a los rendimientos PV, se establece un potencial rendimiento anual.…”

“…Diagrama de Sankey de consumos con posible auto-aprovisionamiento desde fuentes diversas desde recursos endógenos en Cuenca (KBEPs) (Los autores[32]) Balance energético E S6 (kBEP)…”

Capacidad e integración fotovoltaica en edificios mixtos de mediana altura en la región ecuatorial andina

“…Estas placas son las más comunes para el uso residencial y en edificaciones, por ser económicas y generalizadas. Se determinó un rendimiento de eficiencia promedio de 15.50% en el contexto de estudio (Izquierdo et al, 2019). El panel PV Q.ANTUM 285W Solar Panel Q.PLUS, proveniente de los fabricantes QCELLS, tiene unas dimensiones de 1670x1000x32 mm, entrega un total de 285 W / 31.99 V, y posee un marco de aluminio de alta calidad de 32 mm (QCELLS, 2015).…”

“…Estimación de capacidad de abastecimiento PV a partir de modelo de simulación SAM y archivo climático de un año (Izquierdo et al, 2019).  Propuesta de integración arquitectónica aplicando captación solar con tecnologías PVs y extrapolación a consumos previstos considerando máxima ocupación, conversión de usos de combustibles a electricidad e inclusión de un cargador para EV por departamento.…”