Publicación

Spectral effects on the energy yield of various photovoltaic technologies in Lima (Peru)

L A Conde · J R Angulo · M A Sevillano-Bendezú · G. Nofuentes · Jan Amaru Töfflinger · J. de la Casa
2021 Energy DOI: 10.1016/j.energy.2021.120034 4 vistas

Resumen

This study presents for the first time the spectral impact on the performance of different photovoltaic (PV) technologies in Lima, Peru. We experimentally monitored the spectral distributions over one year (March 2019–February 2020). The average photon energy (APE) is calculated as a representative parameter to evaluate the spectral distributions. The spectral mismatch factor (MM) enables an estimation of the spectral gains of distinct PV technologies: amorphous silicon (a-Si), perovskite, cadmium telluride (CdTe), multicrystalline silicon (multi-Si), monocrystalline silicon (mono-Si) and copper indium gallium selenide with two distinct band-gaps (CIGS-1 and CIGS-2). We found that the annual APE has a value of 1.923 eV, indicating that the spectrum is shifted to shorter wavelengths. In contrast to studies performed in other locations, the spectral distribution shows relatively small monthly APE value variations. This nearly negligible seasonality could be attributed to the low latitude and the particular climate in Lima. Larger-bandgap PV technologies, such as a-Si, perovskite, and CdTe, resulted in annual spectral gains of +6.8%, +4.8%, and +2.1%, respectively. Lower-bandgap PV technologies (CIGS-2, multi-Si, CIGS-1, and mono-Si), present small annual spectral gains of −0.9%, −1.4%, −1.6% and −2.3%, respectively. Also, a quasi-linear correlation between APE and MM was found for all PV technologies.

Autores y colaboradores

Authors

L A Conde
M A Sevillano-Bendezú
G. Nofuentes
J. de la Casa

Palabras clave

Average photon energy Crystalline silicon Spectral effects Spectral irradiance measurement Thin-film

Proyectos

Research Projects

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Item type:Research Project,
Caracterización de módulos fotovoltaicos bifaciales bajo las condiciones climáticas de Lima
P_BIFAC-LIM
Actualmente, el gobierno peruano está preparando una reforma de la política energética nacional que permita incrementar el porcentaje de energía renovable del país. Por las ventajas técnico-económicas que ofrece, la tecnología fotovoltaica (FV) es la técnica renovable de generación de energía eléctrica que mayor tasa de crecimiento ha presentado en la última década. El mercado ofrece múltiples productos comerciales de diferentes tecnologías FV, entre ellas los módulos de tecnología bifacial, que permite captar la energía solar por ambas caras. Aún no existen estudios científicos sobre el verdadero comportamiento particular de esta en el país. En este proyecto se investigará el desempeño de dos distintas tecnologías y dos diferentes configuraciones de módulos FV bifaciales. Para ello, será obtendrá y analizará la curva característica de corriente-voltaje del módulo. A la vez se registrarán las variables meteorológicas de interés (irradiancia, albedo, temperatura, polvo, etc.) que afectan a su producción energética. Debido al peculiar clima limeño, donde durante los meses de invierno el cielo se encuentra mayormente nublado y con un gran componente de radiación difusa, se aplicarán y compararán dos configuraciones de orientaciones de los módulos bifaciales: (1) orientación hacia el norte con una inclinación de 15°, y (2) posición vertical con las caras del módulo orientadas hacia el este y oeste. A partir de los resultados experimentales de ambas configuraciones, se aplicarán modelos matemáticos y físicos que permitan extraer y evaluar los parámetros eléctricos principales de los módulos bifaciales. En este sentido, se podrá predecir la producción de energía FV para estas condiciones y seleccionar la tecnología y configuración adecuada. Los resultados conducirán a entender mejor el rendimiento y comportamiento de los módulos bifaciales bajo las condiciones climáticas de Lima. Además, los datos obtenidos facilitarán los estudios de ahorro energético y económico.
P_BIFAC-LIM
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