Método de Análisis por Elementos Finitos Diseño y Simulación de Aletas para el Enfriamiento de un Panel Fotovoltaico Monocristalino
Autores: Cabrera-Escobar, Raúl; Vera, David; Cabrera-Escobar, José; Paredes Godoy, María Magdalena; Cajamarca Carrazco, Diego; Zumba Llango, Edwin Roberto; Jurado, Francisco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de Análisis por Elementos Finitos Diseño y Simulación de Aletas para el Enfriamiento de un Panel Fotovoltaico Monocristalino
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Desarrollo
Análisis de simulación
Aletas disipadoras de calor
Cobre
Paneles fotovoltaicos
Aumentos de temperatura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra en el desarrollo y análisis de simulación de aletas disipadoras de calor hechas de cobre, integradas en paneles fotovoltaicos, con el objetivo de mitigar los aumentos de temperatura durante su funcionamiento. Esta iniciativa surge de la evidencia de que los paneles solares experimentan una reducción en la eficiencia energética cuando operan a temperaturas superiores a las condiciones de prueba estándar. El panel fotovoltaico fue simulado tanto sin aletas como con aletas bajo condiciones de prueba estándar y condiciones extremas. La simulación consiste en los siguientes pasos: diseño, mallado, selección de modelos físicos y materiales, asignación de condiciones de contorno, validación de la simulación e interpretación de los resultados. Durante la validación, los resultados obtenidos a través de la simulación se compararon experimentalmente, arrojando un error porcentual absoluto medio del 0.28%. Se concluyó que las aletas con la mayor disipación de calor en relación con su área son las de 40 mm de altura; con esta altura, la temperatura del panel fotovoltaico se reduce en 2.64 K, lo que representa un aumento de eficiencia del 1.32%. Además, se concluyó a partir de los datos analizados que la eficiencia de las aletas aumenta a altas temperaturas.
Descripción
Esta investigación se centra en el desarrollo y análisis de simulación de aletas disipadoras de calor hechas de cobre, integradas en paneles fotovoltaicos, con el objetivo de mitigar los aumentos de temperatura durante su funcionamiento. Esta iniciativa surge de la evidencia de que los paneles solares experimentan una reducción en la eficiencia energética cuando operan a temperaturas superiores a las condiciones de prueba estándar. El panel fotovoltaico fue simulado tanto sin aletas como con aletas bajo condiciones de prueba estándar y condiciones extremas. La simulación consiste en los siguientes pasos: diseño, mallado, selección de modelos físicos y materiales, asignación de condiciones de contorno, validación de la simulación e interpretación de los resultados. Durante la validación, los resultados obtenidos a través de la simulación se compararon experimentalmente, arrojando un error porcentual absoluto medio del 0.28%. Se concluyó que las aletas con la mayor disipación de calor en relación con su área son las de 40 mm de altura; con esta altura, la temperatura del panel fotovoltaico se reduce en 2.64 K, lo que representa un aumento de eficiencia del 1.32%. Además, se concluyó a partir de los datos analizados que la eficiencia de las aletas aumenta a altas temperaturas.