MODELAMIENTO DE PANEL FOTOVOLTAICO PARA LA RECUPERACIÓN DE ENERGÍA TÉRMICA EN EL CALENTAMIENTO DE AIRE

Abstract

Teniendo en conocimiento el contexto actual de crisis hídrica mundial y localmente es que la ingeniería ha buscado alternativas de forma sustentable para poder cumplir con las necesidades de la población entre ellos es la desalinización de agua y como una alternativa sustentable y viable es el método de humidificación y deshumidificación (HDH), que es la base para realizar este trabajo. Para el presente trabajo se realiza un modelamiento térmico mediante diferencias finitas bajo el método implícito del panel fotovoltaico para aprovechar el calor generado de la celda fotovoltaica en el calentamiento de aire, ya que este al aumentar su temperatura aumenta su humedad relativa e incorporandolo en el sistema HDH, aumenta la fracción de agua desalada. Para evaluar el comportamiento de estos modelos se realiza una comparación con los modelos de estudio de Slimani [1], en el cual toma un rango de horario predeterminado por lo gráficos de las condiciones ambientales, y con ello obteniendo que el modelo con acristalamiento (glazing) aumenta la temperatura del panel en un 52% en tanto que el aumento de la temperatura del aire en el canal es solo un aumento de 19%. El modelo que presenta un mayor calentamiento del aire es el modelo IV de PVT de aire con aire recirculado, el cual presenta una temperatura final del aire de 27°C teniendo un aumento de un 28% mientras que el del panel con un aumento de su temperatura a 37°C siendo un aumento porcentual de 48% respecto de sus temperaturas iniciales. Logrando con esto un coportamiento acorde a lo que informa el estudio de Slimani [1], Otro de los análisis es ver como se ve afecta tanto la temperatura del panel como la temperatura del aire con la variación de la velocidad del aire en el canal para el modelo IV de aire recirculado, tomando una velocidad mayor y menor a la simulada y con ello ver que a menor velocidad, se logran mejores resultados para la temperatura final del aire.Knowing the current context of global and local water crisis is that engineering has sought alternatives in a sustainable way to meet the needs of the population, among them is the desalination of water and as a sustainable and viable alternative is the method of humidification. and dehumidification (HDH), which is the basis for this work. For the present work, a thermal modeling is carried out using finite differences under the implicit method of the photovoltaic panel to take advantage of the heat generated by the photovoltaic cell in the heating of air, since this, when increasing its temperature, increases its relative humidity and incorporating it into the system. HDH, increases the fraction of desalinated water. To evaluate the behavior of these models, a comparison is made with the study models of Slimani [1], in which a predetermined time range is taken by the graphs of the environmental conditions, and thus obtaining that the model with glazing (glazing) increases the panel temperature by 52% while the air temperature increase in the channel is only an increase of 19%. The model that presents a greater heating of the air is the model IV of PVT of air with recirculated air, which presents a final air temperature of 27°C having an increase of 28% while the of the panel with an increase in its temperature to 37°C being a percentage increase of 48% with respect to its initial temperatures. Achieving with this a behavior according to what Slimani’s study reports [1], Another of the analyzes is to see how both the temperature of the panel and the temperature of the air are affected by the variation of the speed of the air in the channel for the model IV of recirculated air, taking a higher and lower speed than the simulated one and thus see that at a lower speed, better results are achieved for the final temperature of the air.