Influencing the performance of a Building Integrated low-Concentration Photovoltaic (BICPV) system by adapting an Anti-Reflective Coating (ARC) with a pyramidal texture
Fecha
2021
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
The generation of electric energy from photovoltaic solar energy brings a new opportunity to reduce generation costs, in addition to reducing the emission of greenhouse gases. This type of generation has positioned itself as the most important for renewable energies, especially because of the impact it has had on generation on an industrial scale. However, in the residential sector, different strategies are proposed within the framework of the best use of the available area in order to reduce costs, as is the case of low-concentration photovoltaic concentration systems. This document proposes the development of an Anti-Reflective Coating (ARC) with a pyramidal texture in two dimensions for a V-Trough type photovoltaic concentrator, specifically for a Building Integrated low-Concentration Photovoltaic (BICPV), with the aim of increasing the light capture of these systems due to the loss caused by the rays coming from incidence angles different from the normal surface. For this, a methodology is executed where the concentrator is designed, the material for the Anti-Reflective Coating is determined, the design of the geometry of the texture, and, later, simulations are carried out by means of ray tracing, and experimental validation, where finally data is taken in real time of the generation of the CPV with the texture, and, it is checked how the application of this texture affects in a positive way the generation of the photovoltaic system, with increases of more than 3% in the normalized efficiency.
Descripción
La generación de energía eléctrica a partir de energía solar fotovoltaica trae una nueva oportunidad de reducir los costos de generación, además de disminuir la emisión de gases de efecto invernadero. Este tipo de generación se ha posicionado como la mas importante para las energías renovables, sobretodo por el impacto que ha tenido en la generación a escala industrial. Sin embargo, en el sector residencial se proponen diferentes estrategias enmarcadas en el mejor aprovechamiento del área disponible para así disminuir los costos, como es el caso de los sistemas de concentración fotovoltaica de baja concentración. Este documento propone el desarrollo de una Capa Anti Reflectiva (ARC) con textura piramidal en dos dimensiones para un Concentrador fotovoltaico tipo V-Trough, específicamente para un sistema integrado a construcción de baja concentración fotovoltaica (BICPV), con el objetivo de aumentar la captación de luz de estos sistemas debido a la perdida que ocasionan los rayos que provienen de ángulos de incidencias diferentes a la normal de la superficie. Para esto, se ejecuta una metodología en donde se diseña el concentrador, se determina el material para la Capa Anti Reflectiva, el diseño de la geometría de la textura y posteriormente se realizan simulaciones por medio de trazado de rayos y validación experimental en donde finalmente se toman datos en tiempo real de la generación del CPV con la textura y se comprueba como la aplicación de esta afecta de manera positiva la generación del sistema fotovoltaico, con aumentos superior a 3% en la eficiencia normalizada.
Palabras clave
V-Trough, BICPV, Energía solar fotovoltaica en edificios, Textura piramidal, Trazado de rayos, Capa anti-reflectiva