Evaluación de la eficiencia energética de un sistema solar híbrido térmico - fotovoltaico en la ciudad de Puno

Abstract

El recurso energético solar en el ámbito urbano continúa siendo desaprovechado, a pesar de los elevados índices de irradiancia solar en la ciudad de Puno; el aprovechamiento eficiente de esta fuente energética es una alternativa que puede amortiguar el incremento del costo de vida. Los sistemas híbridos fotovoltaico-térmicos (FVT), representan una solución promisoria por la cogeneración de energía eléctrica y térmica, optimizando el uso del espacio de instalación y mejoran la eficiencia energética global. El objetivo de este estudio es evaluar la eficiencia energética de un sistema FVT en la ciudad de Puno; que implica, comparar la eficiencia eléctrica del sistema FVT con la del sistema fotovoltaico (FV) convencional y determinar la energía térmica del sistema FVT. Para ello, se implementó un módulo experimental constituido por un panel fotovoltaico de 150 W, un colector térmico de 1m2, una parrilla de tubos y un tanque de almacenamiento de agua. El sistema ha sido instalado con una inclinación de 14°, orientado hacia el norte, y evaluado entre las 08:00 y las 16:00 horas entre el 1 y el 11 de julio. Simultáneamente, se instaló un panel FV bajo las mismas condiciones que el sistema FVT, para comparar los resultados de las mediciones de voltaje y corriente de ambos módulos; también fueron medidos la temperatura del agua del tanque de almacenamiento y la irradiancia solar. Los resultados indican que el sistema FVT obtuvo una eficiencia eléctrica diaria promedio de 21.19%, y una eficiencia energética global de 30.7%; comparado con la eficiencia del sistema FV, el sistema FVT es 0.15% más eficiente que el sistema FV; y el coeficiente de rendimiento térmico promedio del sistema FVT fue de 9.51%. En conclusión, el sistema FVT ofrece una eficiencia significativa, además su eficiencia eléctrica es mayor al sistema FV, debido al medio refrigerante que mejora el rendimiento del panel FVT.