Un grupo de investigación en India comparó experimentalmente el rendimiento de sistemas fotovoltaicos (PV, por sus inciales en inglés) y fotovoltaico-térmicos (PVT) bajo condiciones reales y encontró que las instalaciones PVT ofrecen ventajas significativas de estabilidad, especialmente en climas cálidos.
El equipo instaló ambos sistemas en la azotea de una ubicación no revelada. La configuración incluyó módulos PV y PVT, piranómetros, termómetros y, en el sistema PVT, un sistema de enfriamiento por gravedad. Los investigadores también utilizaron un método de aprendizaje automático conocido como bosque aleatorio para clasificar la eficiencia operativa de los sistemas.
“La novedad del trabajo actual radica en su enfoque integrado, que combina experimentación en campo en tiempo real, clasificación de eficiencia basada en aprendizaje automático y comparación detallada del rendimiento térmico-eléctrico entre sistemas PV y PVT usando módulos de perovskita”, dijeron los investigadores. “A diferencia de estudios anteriores que se centraron principalmente en simulaciones o experimentos aislados en laboratorio, este estudio se realizó bajo condiciones ambientales dinámicas usando sensores calibrados y un colector térmico adaptativo.”
El sistema PV utilizó un módulo de silicio monocristalino con una potencia máxima de 60 W y una eficiencia del 15,2%. El módulo tenía 36 celdas y medía 680 × 540 × 35 mm. El sistema PVT también usó un módulo de silicio monocristalino de 60 W. Su colector térmico era un tubo de cobre incrustado en una placa absorbente de aluminio, con agua como fluido de trabajo. Alcanzó una eficiencia térmica máxima del 43,37%.
El análisis se realizó durante 10 días en julio de 2024. Se excluyeron los datos registrados durante períodos nublados o lluviosos debido a la radiación solar inconsistente. Los datos promedio de radiación solar global provinieron de la estación meteorológica Natal-A304 operada por Inmet.
Los resultados mostraron que la potencia eléctrica del sistema PV osciló entre 35,85 W y 49,55 W, con una eficiencia del 6,62% al 8,43%. El sistema PVT produjo entre 36,21 W y 49,54 W de potencia eléctrica, con una eficiencia eléctrica del 7,25% al 8,67%. Su eficiencia térmica máxima fue del 43,37%, y generó hasta 315,6 W de potencia térmica.
El modelo de bosque aleatorio logró una precisión de predicción del 97% al clasificar el rendimiento en zonas de baja, moderada y alta eficiencia.
“Este enfoque de modelado predictivo fue verificado experimentalmente usando datos horarios, fortaleciendo su aplicabilidad para monitoreo y control en tiempo real”, dijeron. “El estudio demostró un aumento del 291,6% en la producción de energía térmica en comparación con la producción eléctrica en sistemas PVT. Estos resultados muestran las ventajas de rendimiento y estabilidad de los sistemas PVT, especialmente en ambientes cálidos.”
Los hallazgos aparecen en “Enhancing solar energy efficiency through comparative analysis of photovoltaic and hybrid photovoltaic-thermal systems» (Mejora de la eficiencia energética solar mediante análisis comparativo de sistemas fotovoltaicos y sistemas híbridos fotovoltaico-térmicos), publicado recientemente en Solar Energy Materials and Solar Cells. Investigadores del Government College of Technology de India, Annapooranaa Engineering College, Hindusthan College of Engineering and Technology, Saveetha University y Chitkara University contribuyeron al estudio.
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