fotovoltaica

Actualmente, la tecnología fotovoltaica basada en silicio cristalino todavía domina en gran medida el mercado fotovoltaico (más del 80% de los sistemas instalados en 2013), sin embargo, algunas aplicaciones finalistas como la integración en edificios (integración estructural, no simplemente instalación sobre tejado) o en instalaciones industriales y agrícolas (con especial atención a invernaderos) presentan importantes barreras para el silicio. Desde hace varios años se están desarrollando nuevas tecnologías basadas en dispositivos de lámina delgada, algunos ya han alcanzado el mercado (un 18%), en particular CdTe y CIGS, pero otras están todavía en fase de investigación o proyectos de demostración. Las ventajas de estas tecnologías son su bajo peso, flexibilidad y más recientemente, la posibilidad de diseñar células solares semitransparentes, lo cual permitiría una mejor integración en fachadas, ventanas o incluso invernaderos agrícolas. En el marco de la presente tesis doctoral se prestará especial atención a tecnologías de lámina delgada basadas en nuevos materiales orgánicos e híbridos, que han permitido fabricar células solares de material plástico (utilizando polímeros conjugados) con eficiencias en conversión de potencia en torno al 10% en configuración tándem y vidas útiles que llegan a los cinco años; desde muy poco tiempo la tecnología basada en perovskitas híbridas han alcanzado el sorprendente 20% de eficiencia, pero con vidas útiles todavía muy limitadas (en torno a 1 año). Estas tecnologías pueden fabricarse en procesos industriales compatibles con una producción en línea mediante técnicas de impresión sobre sustratos flexibles y de bajo peso, lo cual incidirá en un coste económico muy competitivo cuando alcancen el mercado. Además, la fabricación sobre demanda para una aplicación finalista, con unas características “a medida” sobre los requisitos de tamaño, peso y transparencia, hacen de estas tecnologías la opción ideal para su integración en edificios, instalaciones agrícolas e industriales.

Este proyecto se centra en caracterizar y analizar la influencia negativa de la temperatura en la producción eléctrica de paneles fotovoltaicos y su rendimiento, al estar emplazados sobre distintas cubiertas, además ensayar posibles configuraciones que permitan reducir su temperatura y mejorar rendimiento.Para ello, se han construido dos instalaciones experimentales.La primera instalación engloba dos paneles fotovoltaicos montados sobre una estructura fija al suelo y permite variar la inclinación de éstos. Un panel, se encuentra aislado, sin ninguna cubierta en su parte inferior, será el de referencia pues trabaja en condiciones normales al estar expuesto a condiciones ambientales. El otro panel, se emplaza en dicha estructura sobre una superficie paralela metálica, entre ambas superficies se ha dejado un espacio que origina un flujo de aire que permite refrigerar el panel por convección natural. Se ha estudiado el comportamiento del panel para diferentes espesores del canal de aire, comparándolo con el panel de referencia. También se incorporó un ventilador acoplado al panel  mediante el uso de diferentes toberas, que impulsa el aire al interior del canal entre el panel y la cubierta metálica, para analizar el comportamiento en convección forzada, compararlo con el de referencia para cada sección de aire y diferentes velocidades de aire impulsado. La otra instalación es una réplica de la planta fotovoltaica montada sobre la cubierta de la instalación agroenergética Coronil IV, llevada a cabo por la empresa Apia XXI en Sevilla. Se ha replicado parte de la instalación, formada por cuatro paneles fotovoltaicos colocados sobre el plástico del invernadero, existiendo un canal divergente entre ambos.Se pretende estudiar y analizar la influencia de  altas temperaturas en el interior del invernadero sobre la producción eléctrica de los paneles, pues existe una transferencia de calor del interior del invernadero a través de la cubierta. La instalación experimental contiene en el interior un calefactor que permita nos permita testear dicha configuración a diferentes temperaturas.