Energía fotovoltaica. Modelos y respuestas a condiciones meteorológicas

Abstract

El crecimiento social, económico y tecnológico implica un incremento de la demanda energética de los procesos que lo soportan. No solo los países denominados desarrollados han aumentado el consumo de energía eléctrica per cápita, sino que las economías de los países emergentes evidencian un incremento de su capacidad de generación eléctrica para suplir las necesidades de los usuarios. Este trabajo permite conocer el potencial de generación de energía eléctrica que las tecnologías basadas en silicio (monocristalino, policristalino y amorfo), ofrecen en la ciudad de Pasto, a través de un estudio correlacional que involucra las variables energía eléctrica, densidad de potencia y meteorológicas. Este conocimiento, permite mejorar las potenciales implementaciones fotovoltaicas en la ciudad, disminuyendo costos de instalación y contribuyendo a disminuir las emisiones de CO2 al ambiente. El objetivo planteado consiste en comparar la cantidad de energía eléctrica producida por diferentes tecnologías de celdas solares para las condiciones meteorológicas de la ciudad de Pasto. La caracterización meteorológica de la zona permite pronosticar el comportamiento energético mensual de las celdas solares fotovoltaicas y cuantifica la eficiencia de cada tecnología. Este documento, no solamente presenta los resultados de un proceso investigativo, sino que a medida que se desarrollan los capítulos permite al lector conocer de una manera muy sencilla los diferentes principios meteorológicos que influyen en la generación de energía eléctrica fotovoltaica; explica las teorías, conceptos y funcionamiento de tecnologías fotovoltaicas; presenta una metodología de trabajo para la cuantificación y predicción de la energía eléctrica generada por sistemas fotovoltaicos basados en silicio de acuerdo a unas condiciones meteorológicas de una zona específica; desarrolla sistemas de monitoreo y evaluación meteorológicos y de potencia eléctrica; explica el comportamiento de los módulos solares mediante la generación de unos modelos matemáticos, y finalmente determina la capacidad de generación de energía eléctrica de las tecnologías fotovoltaicas para las condiciones meteorológicas de la ciudad de Pasto. El desarrollo de este estudio fue posible gracias a la colaboración de la Institución Universitaria CESMAG que aportó de manera oportuna los recursos físicos y financieros necesarios, especialmente en lo relacionado con la adquisición de la estación meteorológica, el sistema de módulos solares y el aseguramiento del continuo funcionamiento del sistema fotovoltaico; también gracias a los estudiantes investigadores quienes participaron activamente en la recolección de información con las actividades planteadas por los autores del libro.