Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Estudio de la influencia de la refrigeración con aire de forma natural e inducida en el comportamiento de instalaciones fotovoltaicas

Nace en Murcia en 1984. En 2008 obtiene el título de Ingeniero industrial por la Universidad Politécnica de Cartagena, Primer Premio Fin de Carrera.  A continuación cursa el máster en Energías Renovables en la Universidad Politécnica de Cartagena obteniendo el título en el año 2009. Realizó prácticas en la empresa Iberdrola S.A. para realizar el PFC en el periodo Noviembre 2007 a Marzo 2008. De julio a diciembre de 2009 estuvo contratada a actividades asociadas a I+D+I en el departamento de Ingeniería Térmica de la misma Universidad. En el año 2010 obtiene una beca de la Fundación Séneca para realizar la tesis doctoral en la Universidad Politécnica de Cartagena, donde participa en actividades docentes en los años 2011 a 2013. Paralelamente está asociado al desarrollo del proyecto ‘Estudio de la influencia de refrigeración con aire de forma natural o inducida en el comportamiento de instalaciones fotovoltaicas’ entre  UPCT y la empresa Apia XXI. Ha realizadoestancias externasen la Universidad de Loughboroug (Reino Unido) en el año 2012. Posee comunicaciones en congresos internacionales, así como publicaciones científicas en revistas de carácter internacional. Domina la lengua Inglesa y tiene conocimientos de la lengua Francesa.

Resumen de tesis

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.

Área de conocimiento

Biología vegetal y animal, ecología, agricultura, ganadería y pesca; ciencia y tecnología de alimentos

Grupo de investigación

Motores y Sistemas Térmicos de Energía
Director: José Ramón García Cascales
Codirector: Francisco Vera García

Programa de doctorado

Energías Renovables

Período de Actividad

01/01/2010 - 18/02/2014

Estado de tesis

En desarrollo

Resultados mas destacados de la tesis doctoral

The following concluding remarks can be made: -The air space comprised between a photovoltaic panel and a steel roof must be high enough to allow the panel to be cooled and consequently to achieve higher efficiency. -In the natural convection case, the modified panel (panel B, Fig. 1) is warmer than the isolated one (panel A, Fig. 1), the temperature difference between panels being higher for the smallest air channel. -The electrical behaviour of the panels on a steel roof is strongly affected by high temperatures. So, a space between panels and roof is an important parameter to take into account: when the aspect ratio is higher the open circuit voltage increases, whereas the short circuit current decreases, and the peak power increases up to 7.5% because of the lower temperatures. -In the forced convection case, electrical production is higher in the modified panel than in the isolated one. This is due to the increase in the heat transferred to the air flow by forced convection. -For the same aspect ratio and under the same high irradiance conditions, the electrical power of a panel cooled by forced convection is higher than that obtained by natural convection. Improvements up to 15% in electrical power and decrease of panel temperature of about 15°C have been reported.

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