Desarrollo de herramientas para el dimensionamiento y simulación de sistemas fotovoltaicos en Colombia. Aplicación a la ciudad de Manizales, Caldas

Abstract

Trabajo Fin de Máster en Tecnología de los Sistemas de Energía Solar y Fotovoltaica (2012/13). Director: Mariano Sidrach de Cardona ; Tutora: Llanos Mora López. En Colombia los sistemas fotovoltaicos son todavía escasos. No hay una normativa que permita diseñar los sistemas, ni tampoco métodos que faciliten el desarrollo riguroso del sector. En este trabajo de fin de máster se crearon herramientas que puedan ser empleadas para el desarrollo de la fotovoltaica en Colombia. En la primera parte se calcula la irradiación solar anual y las pérdidas potenciales en diferentes superficies, para ciudades colombianas ubicadas en diferentes latitudes. También se calcula el ángulo de inclinación óptimo y se proporcionan las herramientas necesarias para evaluar de forma fácil el factor de irradiación. Esto servirá como insumo al proceso de diseño y dimensionado de sistemas fotovoltaicos integrados a edificios, por parte de los arquitectos e ingenieros. En la segunda parte se propone una metodología para establecer normas técnicas, con el objetivo de limitar las pérdidas por sombreado y orientación de las superficies constructivas, tomando como referencia al país de España. Finalmente, se proponen 5 ciudades de referencia y se muestran sus respectivos diagramas de trayectoria solar junto con las tablas de referencia para calcular las pérdidas por sombreado. En la tercera parte, se trata el tema de la predicción de la energía generada por un SFCR. Para esto propone una expresión simple y confiable, que se puede usar en países de bajas latitudes. También se realiza el caso de estudio para Colombia, haciendo un análisis comparativo para diferentes ciudades de las pérdidas angulares y por suciedad, las pérdidas por temperatura, las pérdidas de conversión DC-AC, y el Performance Ratio del sistema (PR).