Influencia de las condiciones climáticas diurnas y nocturnas en la refrigeración de módulos fotovoltaicos con PCM

Abstract

Existen muchos estudios que destacan y ponen de manifiesto los beneficios del PCM para enfriar un módulo fotovoltaico. []. Unos lo analizan durante unas horas diurnas al día para días concretos, [] otros para un emplazamiento determinado []. Sin embargo, no son muchos los estudios que analizan valores anuales y por tanto no incluyen en el análisis la necesaria recuperación nocturna del nivel térmico del PCM para que al día siguiente pueda realizar su función.[]. Ewald Japs Solar Energy 2016, analizó el comportamiento diurno para un sistema híbrido de un módulo fotovoltaico junto con un sistema PCM (PV-PCM), en el que se puso de manifiesto que la temperatura a seleccionar para un óptimo comportamiento del PCM y unos buenos resultados tanto energéticos como económicos, es siempre superior a la ambiente diurna. Christopher J. Smith et al [ ] calcula la temperatura de cambio de fase que logra la máxima ganancia de potencia eléctrica en un módulo fotovoltaico para distintas localidades. Este estudio lo realiza con dos hipótesis: 1.- Supone valores de radiación y temperaturas horarios medios mensuales. 2.- Supone que al comienzo de cada día la temperatura del PCM es en torno a unos 15 ºC superior a la temperatura ambiente media diurna. Sin embargo, las hipótesis descritas incluidas por Christopher J. Smith et al [ ] pueden tener una influencia muy significativa en los resultados y conclusiones. En este artículo se analiza la influencia en los resultados de considerar valores medios horarios mensuales de radiación y temperaturas en lugar de valores horarios durante todo el año, de considerar el efecto de la noche en lugar de suponer que al comienzo de cada día la temperatura del PCM es la temperatura que ha adquirido a lo largo de la duración de la noche y, por tanto, influirá en el grado de recuperación de la siguiente noche. Se han analizado los efectos del uso de la tecnología PCM (Phase Change Material) en un sistema fotovoltaico para refrigerar de manera óptima el panel y aumentar su eficiencia lo máximo posible, dando buenos resultados de producción de potencia eléctrica. También se ha analizado el efecto de las nubes y cómo afecta este factor mediante modelos matemáticos. Lo que se plantea ahora es analizar el efecto de la noche y la recuperación del PCM para un adecuado uso en las diferentes localizaciones que se han planteado y si la Tmelt óptima calculada es la correcta al observar el efecto nocturno.