Análisis de la influencia del ángulo de inclinación de paneles fotovoltaicos para la generación de energía eléctrica utilizando los modelos matemáticos de Klucher, Liu & Jordan y Temp & Coulson en Arequipa

• Autores: Paredes Quispe, Edgardo Jordan, Paredes Quispe, Eduardo Helberth
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Tecnológica del Perú
• Repositorio: UTP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utp.edu.pe:20.500.12867/9257
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12867/9257
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Panel Fotovoltaico; Ángulo de inclinación; Rendimiento energético; Radiación; Energía solar; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.04

El objetivo del presente trabajo fue determinar el ángulo de inclinación con mejor aprovechamiento en la captación de la radiación y transformación de energía sobre una superficie inclinada aplicando los modelos matemáticos de Liu & Jordan, Temp & Coulson, y Klucher. Empleando datos meteorológicos obtenidos de la estación HOBO de la Universidad Tecnológica del Perú filial Arequipa desde el año 2019 al 2022, se procedió a depurar y ordenar la información a través de base datos, para posteriormente calcular la irradiancia captada, descomponiendo la radiación y aplicando los modelos matemáticos previamente mencionados en diferentes ángulos, encontrando que para la ciudad de Arequipa se debe de considerar un ángulo de 16.6°, en caso de posicionar los paneles fotovoltaicos en una posición fija de forma anual, estimándose un ahorro de S/ 5.69 por cada metro cuadrado de instalación de forma anual respecto de posicionarlo en un ángulo comúnmente usado al momento de instalar paneles fotovoltaicos (35°). En esta investigación se analizó el uso de dos movimientos en la inclinación de estos paneles, teniendo como primera inclinación un ángulo de -0.83° y como segunda inclinación 34.16°, con esta mejora de movimiento semestral se estima tener un ahorro de S/ 10.62 por metro cuadrado de instalación de forma anual. Luego de haber aplicado los modelos en mención se evidenció que existe una relación significativa entre el ángulo de inclinación y la pérdida de eficiencia en la cantidad de energía captada, mostrando una tendencia exponencial al sobrepasar los 30° de inclinación teniéndose pérdidas desde el 10 % hasta el 60 % de la energía captada si es que el panel se posiciona de forma fija durante todo el año.