ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.
Alcance
"INTRODUCCIÓN En los sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) @ los módulos fotovoltaicos se instalan como componentes funcionales de la envolvente del edificio (normalmente @ reemplazando el revestimiento de fachadas o tejas en los techos). Dado que las altas temperaturas son perjudiciales para el rendimiento de los paneles fotovoltaicos @ La circulación de un fluido refrigerante se puede utilizar para eliminar la energía térmica de los sistemas BIPV. El fluido se puede utilizar para calefacción de espacios o para calentar agua caliente sanitaria@ y, en el caso de sistemas de aire de circuito abierto, el aire calentado también se puede utilizar como aire fresco. para ventilación o para secar la ropa. El sistema integrado se llama "edificio integrado fotovoltaico/térmico" (BIPV/T). Estos sistemas tienen varias ventajas. Primero@ la multiplicidad de funciones reduce significativamente los costos. Segundo@ la eficiencia eléctrica del Los módulos fotovoltaicos se han mejorado considerablemente. Finalmente@ la proximidad a las cargas reduce las pérdidas de transmisión eléctrica y térmica. Los sistemas BIPV/T correctamente diseñados pueden incluso desempeñar un papel estético@ ya que pueden usarse para cubrir tejados enteros@ permitiendo así una integración perfecta. En los sistemas de aire de circuito abierto, el aire exterior pasa a través de un canal debajo de la capa más externa del sistema BIPV/T, que normalmente es el módulo fotovoltaico o el techo metálico con laminados fotovoltaicos directamente conectados (consulte la Figura 1, por ejemplo). Aunque los sistemas de agua o glicol tienen la ventaja de un calor específico mucho mayor, los sistemas basados en aire tienen riesgos reducidos como la ausencia de posibilidad de congelación o daños al techo debido a goteras. Además, requiere menos mantenimiento y durará mientras el sistema fotovoltaico funcione (de 20 a 50 años). Los sistemas BIPV/T basados en aire generalmente se instalan en una configuración de circuito abierto (consulte la Figura 2) @ en la que se utiliza aire exterior para enfriar los módulos fotovoltaicos por convección (comúnmente convección forzada). El aire calentado se utiliza para proporcionar energía térmica a una o más funciones del edificio antes de ser expulsado al exterior. Normalmente se prefieren los sistemas de aire de circuito abierto a los sistemas de aire de circuito cerrado, ya que estos últimos probablemente provocarían un sobrecalentamiento del sistema fotovoltaico (reduciendo su durabilidad y posiblemente causando delaminación), a menos que se incorporen aletas en el diseño del sistema fotovoltaico. También los sistemas de circuito abierto permiten el uso potencial para el precalentamiento de aire fresco. Dado que las temperaturas de entrada son más bajas que en el caso de los sistemas de circuito cerrado, el sistema BIPV/T normalmente opera con eficiencias térmicas más altas, aunque las temperaturas de salida del aire son más bajas. Los sistemas BIPV/T contienen varias características que complican su estudio, como la asimetría del calentamiento y una geometría relativamente compleja. A lo largo de los años se han desarrollado modelos matemáticos de diferentes niveles de complejidad@ que enfatizan diferentes fenómenos@ (a continuación se presenta una breve revisión de la literatura). Este artículo presenta un modelo que reúne algunas de las ideas presentadas en trabajos anteriores de los autores@ y los hallazgos más relevantes obtenidos de mediciones en las instalaciones experimentales y proyectos de demostración de la Red Canadiense de Investigación de Edificios Solares (Athienitis 2008). Este modelo podría adaptarse fácilmente como herramienta de diseño para sistemas BIPV/T de circuito abierto basados en aire en climas fríos. Al incorporar datos meteorológicos, este modelo se puede utilizar como herramienta de toma de decisiones en estudios de prefactibilidad".