Te explicamos la curva de rendimiento de nuestros PVTs!

En la entrada de hoy, vamos a explicar las distintas curvas de rendimiento de un panel híbrido o PVT.

El funcionamiento de un panel híbrido es diferente del de otro tipo de equipos de generación que nos podemos encontrar en el mercado, como bien puede ser una caldera de gas. En el caso de un PVT, la producción de energía dependerá de diversos factores y condiciones. El sol, la temperatura ambiente y las temperaturas del fluido que circula por su interior determinarán la energía que el panel es capaz de producir.

Para determinar el funcionamiento instantáneo del panel es necesario obtener su rendimiento en dicho instante, lo que nos permitirá calcular la potencia de este. Un panel híbrido posee tres curvas de rendimiento: fotovoltaico, térmico y total. El rendimiento total es la suma de ambos rendimientos. En la siguiente figura se muestra cada uno de los tres.

Las curvas han sido calculadas según lo establecido por la normativa 9806:2017 en la que se define el eje vertical como el rendimiento y el eje horizontal como (Tm-Ta/G), que en ocasiones también se denota como G*. Donde Tm (°C) hace referencia a la temperatura media del panel, que de forma aproximada se puede calcular como la media entre la temperatura de entrada y la de salida del fluido en el panel. Ta (°C) es la temperatura ambiente y G (W/m²) es la irradiación incidente sobre la superficie del panel.

Si la temperatura del panel (Tm) es mayor que la temperatura ambiente (Ta), se producen unas pérdidas térmicas en el panel. Para calcular en estos casos el rendimiento del panel hay que acudir a su curva de rendimiento térmico:

ƞ=ƞ0 – a1*G* – a2 * G*².

En el panel híbrido de Abora, el rendimiento óptico (ƞ_0) es de 0,7, el coeficiente de pérdidas térmicas a1 es 5,98 W/m²K y el coeficiente de pérdidas térmicas a_2 es 0 W/m²K². El término nulo a2 hace que la curva de rendimiento térmico sea una recta de pendiente constante, algo que no ocurre en otros colectores térmicos.

Para entender mejor las curvas, se plantea un caso hipotético. Se consideran las condiciones de prueba estándar (STC), donde la irradiación es de 1000 W/m², y la temperatura del panel coincide con la temperatura ambiente (Tm = Ta). Esto resulta en un valor de G* igual a 0 y, acudiendo a las curvas de la gráfica (en color rojo), se obtiene un rendimiento térmico del 70% y eléctrico del 17,8%. Como la irradiación considerada es de 1000 W/m² y el área total del panel es de 1,96 m², únicamente multiplicando estos tres valores se obtienen las potencias térmicas y eléctricas del panel. Estas serían de 1372 W térmicos (0,7*1000*1,96) y 350 W eléctricos (0,178*1000*1,96), haciendo una potencia total de 1722 W aproximadamente.

En una situación diferente de las condiciones STC el procedimiento de cálculo es idéntico. Se comienza calculando el valor de G* a partir de la temperatura media del fluido (Tm), la temperatura ambiente (Ta) y la irradiación (G). A continuación, se busca en las curvas de rendimiento el punto que corta con la vertical de dicho valor en el eje horizontal (G*), obteniendo los rendimientos térmico, eléctrico y total bajo las condiciones establecidas. Multiplicando por la irradiación y la superficie del panel (1,96 m²) se obtienen finalmente las potencias del panel bajo dichas condiciones. Se plantea en la siguiente figura un caso en el que la irradiación es de 800 W/m², la temperatura media del panel es de 46 °C y la temperatura ambiente es de 30 °C. Esto resulta en un valor de G* de 0,02, lo que siguiendo su vertical resulta aproximadamente en un rendimiento térmico de 57 % y uno eléctrico de 16,5 %. Por lo que la potencia térmica será de 893,76 W, la eléctrica de 258,72 W y la total de 1152,48 W.

Como se ha podio ver, la obtención de los rendimientos del panel híbrido de Abora a partir de la gráfica de curvas de rendimiento es muy sencilla. Únicamente es necesario conocer las condiciones de funcionamiento y seguir unos sencillos pasos.

Ante cualquier duda, contacta con nosotros y estaremos encantados en ayudarte.