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Title: Modelamiento de la eficiencia energética de sistemas solares fotovoltaicos para países de América a altas latitudes
Authors: González Lemus, Iván
Advisor: Jiménez García, Francy Nelly
Mulcué Nieto, Luis Fernando
Keywords: Pérdidas energéticas
Sistema solar fotovoltaico
Performance Ratio
Azimut
Keywords: Energy losses
Solar photovoltaic system
Performance Ratio
Azimuth
Publisher: Universidad Autónoma de Manizales
Abstract(esp): La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía limpia, reconocida ampliamente por ser una solución para disminuir el efecto del cambio climático a nivel global y satisfacer las necesidades energéticas de manera sostenible. Los sistemas solares fotovoltaicos conectados a la red son una aplicación reciente e innovadora de este tipo de energía y su expansión ha sido creciente a nivel global. Su rendimiento y eficiencia energética depende de múltiples factores entre los cuales se encuentran la radiación solar disponible en el lugar geográfico de la instalación, la orientación e inclinación de los paneles solares, el clima y la calidad de los componentes. Se han implementado modelos matemáticos para calcular las pérdidas ocasionadas por cada uno de estos factores, sin embargo, predecir la eficiencia energética de estos sistemas no es sencillo por las múltiples variables que la afectan. En este trabajo se propone una expresión matemática que permite determinar el Performance Ratio en países de altas latitudes del continente americano, mediante parámetros de entrada como la latitud, la inclinación del panel solar y la temperatura media ambiente del lugar. Esta expresión se obtiene mediante el estudio de las diversas pérdidas en 46 puntos geográficos comprendidos en un intervalo de latitud entre 14.64° y 61.22°, a través de una metodología que ya se había aplicado para países de bajas latitudes. En la aplicación de este modelo se obtienen errores promedio entre el Performance Ratio simulado y ajustado alrededor de 1.68% los cuales son bajos, lo que refleja la confiabilidad de la aproximación.
Abstract(eng): Photovoltaic solar energy is a clean energy source, widely recognized as a solution to reduce the effect of climate change globally and to meet energy needs in a sustainable manner. Grid-connected solar photovoltaic systems are a recent and innovative application of this type of energy and its expansion has been increasing at a global level. Its performance and energy efficiency depend on multiple factors among which are the solar radiation available in the geographical location of the installation, the orientation and inclination of the solar panels, the climate and the quality of the components. Mathematical models have been implemented to calculate the losses caused by each of these factors. However, predicting the energy efficiency of these systems is not simple because of the multiple variables that affect it. In this work, a mathematical expression is proposed that allows determining the Performance Ratio in high latitude countries of the American continent, by means of input parameters such as latitude, solar panel inclination and average ambient temperature of the site. This expression is obtained by studying the various losses in 46 geographical points within a latitude range of 14.64° to 61.22°, through a methodology that had already been applied for low-latitude countries. In the application of this model, average errors are obtained between the simulated and adjusted Performance Ratio around 1.68% which are low, reflecting the reliability of the approximation.
URI: http://repositorio.autonoma.edu.co/handle/11182/1149
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