Modelamiento térmico por elementos finitos de panel fotovoltaico monofacialy bifacial

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo estudiar los efectos de las condiciones medioambientales, específicamente el viento y la temperatura, sobre los gradientes térmicos generados en paneles fotovoltaicos policristalinos y bifaciales en conjunto con la subyacente fluctuación en su eficiencia de operación. Se realizan simulaciones bajo diversas condiciones de operación para un panel fotovoltaico policristalino por medio de un modelo térmico en elementos finitos logrando así determinar los efectos de estas condiciones sobre la temperatura de operación en el panel, posteriormente se extiende este estudio a paneles bifaciales. El modelo policristalino generado es validado utilizando los datos obtenidos de la estación meteorológica y los paneles fotovoltaicos montados en la azotea del campus San Joaquín de nuestra universidad ubicado en Avda. Vicuña Mackenna 3939, comuna de San Joaquín, Santiago. Finalmente se desarrollan pruebas a partir del modelo generado estudiando el efecto que tiene tanto el ensuciamiento de los paneles como las sombras sobre estos.

This paper aims to study the effects of environmental conditions, specifically wind and temperature, on the thermal gradients generated in polycrystalline and bifacial photovoltaic panels in conjunction with the underlying fluctuation in their operating efficiency. Simulations are carried out under various operating conditions for a polycrystalline photovoltaic panel using a finite element thermal model, thus determining the effects of these conditions on the operating temperature on the panel, later this study is extended to bifacial panels. The polycrystalline model generated is validated using data obtained from the meteorological station and photovoltaic panels mounted on the roof of the San Joaquin campus of our university located in Avda. Vicuña Mackenna 3939, commune of San Joaquín, Santiago. Finally, tests are developed based on the model generated by studying the effect of both the fouling of the panels and the shadows on them.