¿calor?

Sistemas híbridos
fotovoltaicos
termodinámicos
Soluciones Energéticas Alternativas S.L.L.
GENERADOR SOLAR
FOTOVOLTAICO/TERMODINÁMICO
PARA LA PRODUCCIÓN SIMULTÁNEA
DE ELECTRICIDAD Y CALOR
FOTOTER
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¿Cómo mejorar el rendimiento de un
módulo solar fotovoltaico?
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SOL
AGUA
AIRE
TIERRA
Partimos de la base de que la energía ni se crea ni se destruye…
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Tradicionalmente se ha clasificado la
subida de temperatura del interior del
módulo como “un problema de calor”
y bajo la solución técnica propuesta
pasa a ser “una fuente de calor”.
Es decir, con la utilización del captador
y del bloque termodinámico, el calor se
bombea desde el corazón del módulo
solar fotovoltaico para ser aprovechado
posteriormente. De esta forma el
módulo solar fotovoltaico se enfría
y con ello aumenta su potencia de
forma notable y natural.
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Movimiento de la curva I-V y de la curva de potencia (Wp)
Temperatura
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Temperatura en ºC
Día nublado
60 ºC
40 ºC
20 ºC
0 ºC
Día sin nubes
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Un clásico. La
temperatura de la
célula en el interior
del módulo solar
fotovoltaico
TONC
G
47
1000
TC
TA
78,8
45,0
73,8
40,0
68,8
35,0
63,8
30,0
58,8
25,0
53,8
20,0
48,8
15,0
43,8
10,0
38,8
5,0
33,8
0,0
28,8
-5,0
23,8
-10,0
TC = TA + G x [(TONC –20) / 800]
TC
ºC
TA
ºC
G
W/m
TONC
ºC
Temperatura de trabajo de célula (interior módulo FV)
Temperatura ambiente (exterior módulo FV)
2
Irradiancia (energía solar)
Temperatura de operación nominal de célula
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
-10,0
1
2
3
4
5
6
7
8
-20,0
TC
TA
9
10
11
12
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Catálogo
características
Potencia En Wp
Cambiamos la
temperatura del
exterior del módulo FV
170
170
y la cantidad de
5,00
energía
solar 5,00
PMAX
170
170
170
170
Intensidad de cortocircuito
ISC
5,00
5,00
5,00
5,00
Intensidad punto máxima potencia
IMP
4,72
4,72
4,72
4,72
4,72
4,72
Voltaje circuito abierto
VOC
44,20
44,20
44,20
44,20
44,20
44,20
Voltaje punto máxima potencia
VMP
36,00
36,00
36,00
36,00
36,00
36,00
Factor de forma
FF
76,89%
76,89%
76,89%
76,89%
76,89%
76,89%
Coeficiente de temperatura de intensidad
CTI
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
0,065
Coeficiente de temperatura de voltaje
CTV
-160
-160
-160
-160
-160
-160
Temperatura operación nominal célula
TONC
47
47
47
47
47
47
Temperatura ambiente
TA
20
20
20
20
20
20
Irradiancia
G
1000
900
800
700
600
500
PMAX
148,52
136,06
122,77
109,3
94,97
80,48
ISC
5,01
4,51
4,01
3,50
3,00
2,50
IMP
4,73
4,26
3,78
3,31
2,83
2,36
VOC
39,60
40,14
40,68
41,22
41,76
42,30
VMP
31,40
31,94
32,48
33,02
33,56
34,10
FF
74,86%
75,16%
75,26%
75,76%
75,81%
76,10%
TC
54
50
47
44
40
37
Cálculo
características
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TC = TA + G x [(TONC –20) / 800]
PMAX
ISC
IMP
VOC
VMP
FF
CTI
CTV
TONC
170
5,00
4,72
44,20
36,00
76,89%
0,065
-160
47
TA
1000 W/m
-10
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
900 W/m
800 W/m
700 W/m
600 W/m
500 W/m
400 W/m
300 W/m
200 W/m
100 W/m
170,87
156,14
140,55
124,81
108,56
91,81
74,54
56,37
38,09
19,30
-5
167,10
152,75
137,90
122,17
106,30
89,91
73,03
55,24
37,33
18,92
0
163,30
149,35
134,87
119,53
104,03
88,03
71,52
54,11
36,58
18,55
5
159,54
145,95
131,84
116,88
101,77
86,14
70,00
53,36
35,83
18,17
10
156,09
142,54
128,82
114,59
99,50
84,26
68,49
52,23
35,08
17,80
15
152,31
139,14
125,80
111,95
97,24
82,36
66,98
51,09
34,33
17,42
20
148,52
136,06
122,77
109,30
94,97
80,48
65,47
49,95
33,58
17,04
25
144,74
132,66
119,75
106,65
93,03
78,59
63,96
48,82
32,82
16,67
30
140,96
129,25
116,73
103,99
90,77
76,70
62,45
47,69
32,07
16,29
35
137,17
125,83
114,01
101,35
88,50
74,81
60,93
46,55
31,65
15,91
40
133,39
122,43
110,98
98,70
86,23
72,93
59,42
45,41
30,89
15,54
45
129,87
119,02
107,93
96,06
83,95
71,34
57,91
44,27
30,14
15,16
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ACUMULAR
EL CALOR
ENERGÍA SOLAR
PRODUCIR
ELECTRICIDAD
BOMBEAR
EL CALOR
Agua caliente
a 60 ºC
FOTOTER
Acumulador ACS
300 litros
Bomba de calor
FOTOTER
CAPTAR
EL CALOR
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la superficie de contacto
existente entre el captador
termodinámico y el fotovoltaico
se sitúa siempre alrededor de
20ºC menos que la
temperatura ambiente.
ENERGÍA SOLAR
PRODUCIR
ELECTRICIDAD
FOTOTER
PRODUCIR
CALOR
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Por cada kW de consumo eléctrico, una bomba
de calor entrega entre 3 y 4,5 kW de calor útil .
Consumo
eléctrico del
sistema
Este sistema extrae
el calor del modulo
solar fotovoltaico
MODULO SOLAR
FOTOVOLTAICO
CALOR EXTRAÍDO
POR EL CAPTADOR
TERMODINÁMICO
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Trabajo aportado
Foco
frío
Bomba
Máquina
de calor
Instalaciones geotérmicas
Foco
caliente
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Formación de hielo en un
panel solar termodinámico
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ACS gratuita
en 4 años?
CAPTADOR
TERMODINÁMICO
CAPTADOR
FOTOVOLTAICO
ENERGÍA RENOVABLE
INSTALACIÓN
TERMODINÁMICA
INSTALACIÓN
FOTOVOLTAICA
AGUA CALIENTE
SANITARIA
VENDE ENERGÍA
ELÉCTRICA A LA RED
CALEFACCIÓN
RED BT
Generación distribuida
Viviendas, edificios…
Medio Ambiente
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Energía
renovable
Energía
eléctrica
Energía
fósil
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Captador
termodinámico
Circuito fluido
frigorígeno
Captador
termodinámico
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Captador
termodinámico
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El modulo solar FV se
coloca encima
Captador
termodinámico
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Recuerda que el captador
termodinámico “le roba el
calor” al modulo solar FV
Modulo solar
fotovoltaico
Captador
termodinámico
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La “unión” entre el captador
termodinámico y el modulo
solar FV ha de ser “especial”
Modulo solar
fotovoltaico
Ensamblado de los dos
en un solo elemento
Captador
termodinámico
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Energía solar
FOTOTER
Un solo elemento
trabajando en equipo
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¿CALOR?
¿FRIO?
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Modulo solar
fotovoltaico
Captador
termodinámico
Circuito fluido
frigorígeno
Captador
termodinámico
Cierre
posterior
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Energía solar
FOTOTER
Electricidad
Calor (ACS y calefacción)
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Captador termodinámico del
primer prototipo FOTOTER
Tenemos
varios
diseños
Modulo FV
con FOTOTER
Análisis
Modulo FV
sin FOTOTER
FOTOTER cuenta con el apoyo expreso
de Schüco International KG para el
diseño, fabricación y suministro de
módulos fotovoltaicos específicos para
su integración en edificios, que es
precisamente la aplicación donde
mayores beneficios se esperan obtener.
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Detalle del captador
termodinámico del primer
prototipo FOTOTER
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Modulo FV con 30ºC
menos en el interior
El proyecto FOTOTER hubiera sido imposible
sin la aportación de Javier, Eduardo, Asier …
Modulo fotovoltaico con FOTOTER
instalado y en funcionamiento
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Equipo de control, gestión y monitorización
SOL,
VIENTO,
AGUA
Depósito
acumulador
Bloque
termodinámico
Captador
termodinámico
Captador
fotovoltaico
SOL
Control
acumulador
Produce calor
Control
termodinámico
Control
fotovoltaico
Produce energía eléctrica
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CTE
FOTOVOLTAICA Y EDIFICIO
INTEGRACIÓN ARQUITECTÓNICA
SECCIÓN HE 5.
Siempre con
relación a un
edificio.
1 Generalidades
1.1 Ámbito de aplicación
1.2 Procedimiento de verificación
2 Caracterización y cuantificación de las exigencias
2.1 Potencia eléctrica mínima
2.2 Determinación de la potencia a instalar
3 Cálculo y dimensionado
3.1
3.2
3.3
3.4
GENERADOR
FOTOVOLTAICO
INDEPENDIENTE
Zonas climáticas
Condiciones generales de la instalación
Cálculo de las pérdidas por orientación e inclinación
Cálculo de las pérdidas de radiación solar por sombras
4 Mantenimiento
GENERADOR
FOTOVOLTAICO
SUPERPUESTO
4.1 Plan de vigilancia
4.2 Plan de mantenimiento preventivo
Apéndice A Terminología
Apéndice B Tablas de referencia
Apéndice C Normas de referencia
GENERADOR
FOTOVOLTAICO
INTEGRADO
SEA SLL
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INVERSIÓN
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TIEMPO
Gracias por su atención
Pablo Burzako
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Tfno
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E-mail
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