Interpretación de:
Caracterización térmica-energética de un sistema fotovoltaico de 3,3 kwp interconectado a la red eléctrica: 2015-2019
https://doi.org/10.21754/tecnia.v21i1.1315Polo Bravo, C., Cohaila Mayta, Y., Torres Muro, H., De La Gala Contreras, A., 2021: Caracterización térmica-energética de un sistema fotovoltaico de 3,3 kwp interconectado a la red eléctrica: 2015-2019, TEC, 31, 67-76, https://doi.org/10.21754/tecnia.v21i1.1315
Intérprete
Cahuana Siña Elard Joé
Fecha de interpretación
26/09/2024
Revisor
POLO BRAVO CARLOS ARMANDO
Resultados y conclusiones
La investigación analiza tanto desde una perspectiva térmica como energética un sistema fotovoltaico de 3,3 KWp instalado en la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann en Tacna, Perú, durante el período de enero de 2015 a diciembre de 2019. A lo largo de estos cinco años el sistema generó un total de 25.670 KWh de energía eléctrica en corriente alterna a 220 V 60 Hz, lo que demuestra su eficacia en la producción de energía renovable en un clima desértico. Se observa que la producción energética máxima mensual ocurrió entre octubre y marzo, alcanzando hasta 542 KWh, mientras que el mínimo se registró en junio con 228 KWh, evidenciando una variación estacional del 42,07 % que se atribuye principalmente a cambios en la irradiancia solar y la temperatura ambiental. Además, la eficiencia promedio anual del sistema fue del 13,75 %, ligeramente inferior a la eficiencia nominal de los paneles fotovoltaicos de 16,42 %, lo cual se debe al aumento de la temperatura de los módulos, la acumulación de polvo y otros factores ambientales. Así mismo, la temperatura superficial de los módulos registró valores promedio mensuales entre 28,6 °C y 42,9 °C, con máximos instantáneos de 51,3 °C en meses de verano, superando significativamente la temperatura ambiente que varió entre 20,5 °C y 30,1 °C. Cabe destacar, que el inversor mostró una alta eficiencia constante, entre el 97% y el 99%, minimizando las pérdidas durante la conversión de corriente continua a alterna. Por último, gracias a la operación del sistema, la universidad logró un ahorro anual aproximado de $779 en costos de energía eléctrica, con un costo de generación calculado en $0,146 por KWh, inferior a la tarifa estándar de la región, lo que resalta la viabilidad económica del sistema en contextos similares.
Metodología y datos
La investigación fue de tipo experimental, en el que el sistema fotovoltaico estudiado consta de doce paneles de silicio monocristalino de 275 Wp cada uno, con una superficie individual de 1,65 m², sumando un área total de 19,8 m² orientados al norte con una inclinación de 19,5° latitud sur y un azimut de 0°, instalados en el techo del Centro de Energías Renovables de la universidad a una altura de 5 metros, lo que permite una óptima captación de la irradiancia solar en la región de Tacna. Para convertir la energía generada de corriente continua de 340 V DC, se utilizó un inversor monofásico que transforma la energía a 220 V AC 60 Hz, inyectándola directamente a la red eléctrica del campus universitario. Así mismo, el sistema de monitoreo y adquisición de datos se registra automáticamente cada 15 segundos, teniendo como variables clave la temperatura superficial de los módulos, la temperatura ambiente, la irradiancia solar sobre el plano de los paneles y los parámetros eléctricos en voltaje continuo y alterno; además, se emplearon sensores PT100 para las mediciones de temperatura y un piranómetro para la irradiancia, resaltando que el sistema permite la transferencia y supervisión remota de los datos a través de internet. Finalmente, el análisis abarcó un período de cinco años, permitiendo evaluar el desempeño del sistema en distintas condiciones estacionales, y se calcularon métricas de rendimiento como la energía producida, la eficiencia del sistema y la eficiencia del inversor, examinando como es que los factores ambientales influyen en el desempeño del sistema.
Limitaciones de la investigación
Una de las principales limitaciones de la investigación fue la falta de mantenimiento regular, especialmente la limpieza de los paneles y del piranómetro entre 2017 y 2019, lo que pudo haber afectado la precisión en la medición de la irradiancia solar y la eficiencia real de los módulos debido a la acumulación de polvo y partículas típicas de un ambiente desértico, sin embargo, el estudio no cuantifica este impacto, lo que representa una oportunidad para investigaciones futuras. Además, al enfocarse en una única ubicación con condiciones climáticas específicas, se limita la generalización de los resultados a otras regiones con diferentes características ambientales como por ejemplo con mayor humedad o con variaciones en la temperatura, lo que sugiere la necesidad de estudios comparativos en diferentes entornos. También es importante destacar que no se consideraron factores como la degradación a largo plazo de los paneles, ni tampoco profundiza en los costos de mantenimiento, el cual son aspectos que serían importantes para una comprensión más completa del potencial y sus limitaciones de este tipo de sistemas.
Adaptación: ---
Mitigación: Energía
Escala: Regional
Ámbito geográfico: Perú,Tacna
Palabras clave: Conexión a red, Producción energética, Sistema fotovoltaico, Temperatura
Cita de la interpretación
Cahuana Siña, Elard Joé, 2024: Interpretación de Polo Bravo et al. (2021, doi:10.21754/tecnia.v21i1.1315), Observatorio de Conocimiento Científico sobre Cambio Climático del Perú, IGP, https://cienciaclimatica.igp.gob.pe/entities/interpretation/9d1a012e-156e-4e31-9233-97961de23328