Análisis energético de un sistema híbrido fotovoltaico-térmico bajo las condiciones climáticas de Chachapoyas, Amazonas, Perú

Autores/as

  • Eráclides Jalca Cabañas Dirección Regional de Salud Amazonas, Dirección de Salud Ambiental, Chachapoyas
  • Fernando Espinoza Canaza Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva, Chachapoyas http://orcid.org/0000-0002-6634-1970
  • Wildor Gosgot Angeles Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva, Chachapoyas http://orcid.org/0000-0002-7301-2809
  • Rosalynn Yohanna Rivera López Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza, Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental, Chachapoyas http://orcid.org/0000-0002-8552-8634

DOI:

https://doi.org/10.25127/aps.20221.856

Palabras clave:

agua caliente, energía solar, electricidad, radiación solar, eficiencia térmica y eléctrica, Amazonas, terma, panel solar

Resumen

El aprovechamiento de la energía solar es una alternativa para cubrir la demanda energética. En cualquier parte del mundo. La investigación se enfocó en determinar la eficiencia térmica y eléctrica de un nuevo diseño de sistema híbrido fotovoltaico/térmico, compuesto de un colector de 1,6 m2, una parrilla de tubos de policloruro de vinilo clorado (CPVC) de ½”, con cubierta superior de un panel solar monocristalino de 315 W y un tanque de 70 litros para almacenar el agua; bajo las condiciones climáticas de Chachapoyas, a un ángulo de inclinación de 15° orientado norte-sur, entre las de 8:00 y 16:00 horas, durante 11 días en el mes de enero de 2021. Para comprobar la eficiencia térmica del sistema propuesto, se utilizó un sistema solar térmico convencional, con los mismos componentes, excepto la cubierta del colector (vidrio transparente de 4 mm de diámetro), mientras que para comparar la eficiencia eléctrica se usó un panel fotovoltaico (FV). Los resultados muestran que el nuevo sistema propuesto tuvo una eficiencia de 5% menor al sistema térmico convencional pero lo suficiente para calentar el agua, por otro lado, se tuvo una ganancia de 10% eficiencia energética del panel solar, por lo que, se concluye que este nuevo sistema, permite aprovechar mejor la radiación solar, para generar energía térmica y eléctrica de forma simultánea, además de optimizar el área de instalación.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Cui, T., Y. Xuan, y Q. Li. 2016. "Design of a novel concentrating photovoltaic–thermoelectric system incorporated with phase change materials". Energy Conversion and Management. 112(1): 49-60. DOI:10. 1016/j.enconman.2016.01.008

Duffie, J. A., y W. A. Beckman .2013. Solar Engineering of Thermal Processes. Madison (EE.UU.): ESL.

Dupeyrat, P., C. Ménézo and S. Fortuin. 2014. "Study of the thermal and electrical performances of PVT solar hot water system". Energy and Buildings 68 (6): 751-755. DOI: 10.1016/j.enbuild.2012.09.032

Espinoza, F. 2017. Eficiencia Energética de Colectores Solares con tubos verticales de PVC en termas solares, Amazonas, 2017.Tesis Maestría. Universidad Nacional "Toribio Rodríguez de Mendoza. Amazonas (Perú).

Fine, J. P., S. B. Dworkin and J. Friedman. 2019. "A methodology for predicting hybrid solar panel performance in different operating modes". Renewable Energy 130 (6): 1198-1206. DOI: 10.1016/j.renene.2018.08.082

Mukhtar, A., and B. M. Sabiu. 2017. "Design and Construction of a Thermosiphonic Solar Photovoltaic: Thermal Water Heating System for Sustainable Development in Temperate Regions of Africa". Journal of Alternate Energy Sources and Technologies 7(2): 1-8. DOI: 10.9790/4861-07228896

Nasir, F. H. M., and Y. Husaini. 2018. "MATLAB Simulation of Photovoltaic and Photovoltaic/Thermal Systems Performance". Science and Engineering 341(1): 1-9. DOI: 10.1088/1757-899X/341/1/012019

OSINERGMIN (Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería). 2017. La industria de la energía renovable en el Perú. Informe Técnico. Lima (Perú)

Pang, W., Y. Cui, Q. Zhang, H. Yu, X. Zhang, Y Zhang, and H.Yan 2019. "Comparative investigation of performances for HIT-PV and PVT systems". Solar energy 179 (1): 37-47. DOI: 10.1016/j.solener.2018.12.056

Rascón, J., W. Gosgot, M. Oliva, L. Quiñones y M.Á. Barrena. 2020. "Determinación de las épocas lluviosas y secas en la ciudad de Chachapoyas para el periodo de 2014-2018". Revista de Climatologia 20 (2020): 1-14.

Rawat, P., M. Debbarma, K. Sudhakar, and P. Kumar. 2014. Performance Evaluation of Solar Photovoltaic/Thermal Hybrid Water Collector. Master's Thesis. Universidad Jawaharlal Nehru. Nueva Delhi (India).

Rawat, P., and P. Kumar (2015). "Performance Evaluation of Solar Photovoltaic / Thermal (PV/T) System". Science and Research 4 (8), 1466-1472.

Santiago, I., J. Esquivel, D. Trillo, R. Real, and V. Pallares. 2021. "Classification of Daily Irradiance Profiles and the Behaviour of Photovoltaic Plant Elements: The Effects of Cloud Enhancement". Applied Sciences 11 (11): 1-28. DOI:10.3390/app11115230

Sawicka, P., M. Sibiński, M. Cholewa, M. Klein K. Znajdek, and A. Cenian.2018, diciembre 21). "Tests and theoretical analysis of a pvt hybrid collector operating under various insolation conditions" Innovations 26 (1): 62-74.DOI: 10.32933/ActaInnovations.26.7

SENAMHI (Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología) y MINEM (Ministerio de Energía y Minas). 2003. Atlas de energía solar del Perú. Lima (Perú): GEF

Shah, R., and P. Srinivasan .2018. "Hybrid Photovoltaic and Solar Thermal Systems (PVT): Performance Simulation and Experimental Validation". Materials Today: Proceedings 5 (11): 22998-23006. DOI: 10.1016/j.matpr.2018.11.028

Wu, J., X. Zhang, J. Shen Y. Wu, K. Connelly, T. Yang, L. Tang, M. Xiao, Y. Wei, K. Jiang, C. Chen, P. Xu, and H. Wang. 2017." A review of thermal absorbers and their integration methods for the combined solar photovoltaic/thermal (PV/T) modules". Renewable and Sustainable Energy Reviews 75(1): 839-854. DOI: 10.1016/j.rser.2016.11.063

Wu, Y., S. Wu and L. Xiao. 2015. "Performance analysis of photovoltaic–thermoelectric hybrid system with and without glass cover". Energy Conversion and Management. 93 (1): 151-159. DOI: 10.1016/j.enconman.2015.01.013

Zhang, J., Y. Xuan, and L.Yang. 2014. "Performance estimation of photovoltaic thermoelectric hybrid systems". energy conversion and management 78(1): 895-903. DOI: 10.1016/j.energy.2014.10.087

Descargas

Publicado

2022-07-27

Cómo citar

Jalca Cabañas, E., Espinoza Canaza, F., Gosgot Angeles, W., & Rivera López, R. Y. (2022). Análisis energético de un sistema híbrido fotovoltaico-térmico bajo las condiciones climáticas de Chachapoyas, Amazonas, Perú. Revista De Investigación De Agroproducción Sustentable, 6(1), 66–73. https://doi.org/10.25127/aps.20221.856

Número

Vol. 6 Núm. 1 (2022)

Sección

Manuscritos

Licencia

Aquellos autores/as que tengan publicaciones con esta revista, aceptan los términos siguientes:

  1. Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento de Creative Commons. Por tanto: 

    Usted es libre de:

    • Adaptar — remezclar, transformar y construir a partir del material
    • La licenciante no puede revocar estas libertades en tanto usted siga los términos de la licencia

    Bajo los siguientes términos:

    • Atribución — Usted debe dar crédito de manera adecuada, brindar un enlace a la licencia, e indicar si se han realizado cambios. Puede hacerlo en cualquier forma razonable, pero no de forma tal que sugiera que usted o su uso tienen el apoyo de la licenciante.

    • NoComercial — Usted no puede hacer uso del material con propósitos comerciales.

    • CompartirIgual — Si remezcla, transforma o crea a partir del material, debe distribuir su contribución bajo la lamisma licencia del original.

     
  2. Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
  3. Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).

Licencia Creative Commons
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional

Artículos más leídos del mismo autor/a