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Title: Modelamiento y Simulación de un sistema de refrigeración para paneles fotovoltaicos por convección forzada de agua
Authors: Portilla Rosero, Diego Alejandro
Keywords: Energías alternativas
Eficiencia eléctrica
Paneles fotovoltaicos
Issue Date: 8-Sep-2016
Publisher: Quito, 2016.
Citation: Portilla Rosero, D. A. (2016). Modelamiento y Simulación de un sistema de refrigeración para paneles fotovoltaicos por convección forzada de agua.175 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Photovoltaic solar energy is one of the most used within alternative energies. One of the major drawbacks with the photovoltaic solar energy is its low conversion efficiency. Photovoltaic solar energy is one of the most used within alternative energies. The electrical efficiency decreases with an increase in the PV cell temperature. The objective of this study is to develop a mathematical model for the evaluation of different cooling systems in order to determine which one offers better results. The cooling techniques chosen for the evaluation were water cooled PV systems with tubes attached to its rear surface working as a flat plate collector. Three alternatives were chosen as cooling techniques and a mathematical model was developed for each one of the techniques. The evaluated cooling configurations were circular tubes, channels and spiral tube system. The three configurations were compared in terms of different variables such as mass flow rate, number of tubes or steps and hydraulic diameter. With these considerations it is concluded that the cooling technique trough channels has a better performance and efficiency. Spiral tube system reaches higher PV panel temperatures compared to the other two cooling techniques. In spite of this, the spiral tube system provides a greater water outlet temperature compared to the channels and tubes system.
Description: Dentro de las energías alternativas, la energía solar fotovoltaica es una de las más empleadas a nivel mundial. Una de sus desventajas es su baja eficiencia de conversión. A medida que se incrementa la temperatura del panel, la eficiencia eléctrica del panel desciende. El objetivo de este estudio es desarrollar el modelo matemático que permita evaluar diferentes alternativas de refrigeración para determinar cuál alternativa ofrece mejores resultados. El sistema de refrigeración elegido para la evaluación fue un sistema conformado por tubos adheridos a la superficie posterior del panel fotovoltaico que realizan la función de un captador solar. Se escogió tres alternativas para la comparación con la ayuda del modelo matemático desarrollado. Las alternativas evaluadas fueron tubos circulares, canales y tubo en espiral. Las alternativas fueron evaluadas bajo diferentes parámetros de comparación como flujo másico de agua, número de tubos o pasos, temperatura del agua. Con estas consideraciones se concluye que el sistema de refrigeración por canales consigue reducir en mayor magnitud la temperatura del panel. El sistema de tubo en espiral es el menos eficiente en reducir la temperatura del panel. A pesar de esto, el sistema de tubo en espiral brinda una temperatura de salida de agua mucho mayor.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16687
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