Comparación experimental de métodos de enfriamiento a base de agua para módulos fotovoltaicos en condiciones tropicales

Es bien sabido que la temperatura afecta fuertemente el rendimiento fotovoltaico (FV). Aumentar la temperatura de funcionamiento conduce a una disminución significativa en la producción de energía fotovoltaica de la capacidad de potencia, y también reduce la eficiencia de conversión de energía. Este problema es de gran importancia para los sistemas FV que operan en áreas de clima tropical como el sur de Vietnam. Desarrollar métodos de enfriamiento aplicados para reducir la temperatura del módulo FV podría ser la solución a este problema y ha atraído a muchos investigadores y sectores industriales. Sin embargo, la investigación existente puede no abordar suficientemente la evaluación comparativa de múltiples métodos activos de enfriamiento a base de agua sobre la eficiencia de conservación de energía, la producción de energía y las implicaciones de costos en condiciones de alta temperatura en áreas tropicales. Este estudio es un caso de estudio que tiene como objetivo realizar algunas investigaciones experimentales sobre métodos activos de enfriamiento a base de agua aplicados a módulos FV en Ciudad Ho Chi Minh, al sur de Vietnam. Se han desarrollado e investigado experimentalmente cuatro métodos activos de enfriamiento a base de agua, incluyendo el método de rociado de líquido (SL), el método de goteo de gotas (DD), el método de intercambiador de calor por tubos (TE), y el método de líquido fluyendo sobre la superficie del FV (LF). El voltaje, la corriente, la temperatura y la humedad de las celdas FV se han registrado automáticamente en cada intervalo de un minuto a través de sensores y dispositivos electrónicos. Los resultados experimentales indican que la temperatura superficial, la eficiencia de conversión de energía y la potencia de salida del módulo FV se desarrollan hacia una dirección útil y positiva con los cuatro métodos de enfriamiento. En detalle, el SL es el mejor, ya que reduce la temperatura del FV de 52 °C a 34–35 °C, aumentando la potencia de salida hasta un 6.3%, su eficiencia de conversión de energía mejora hasta un 2%, mientras que el caudal de agua se encuentra en su valor más bajo con 0.65 L/min. De manera similar, LF también genera resultados que son similares a SL, pero necesita una mayor cantidad de agua de enfriamiento, que asciende hasta 3.27 L/min. Los otros métodos, como DD y TE, tienen menor eficiencia de conversión de energía en comparación con el SL; mejora solo alrededor de un 1 a 1.3%. Estos resultados podrían ser útiles para mejorar los beneficios de la generación de energía FV en algunas regiones tropicales y contribuir al desarrollo de energía verde en el mundo.