Optimización del diseño de paneles solares fotovoltaicos aplicando grafeno

Abstract

El objetivo de la investigación fue diseñar un panel solar fotovoltaico optimizado aplicando grafeno en las celdas fotovoltaicas. La metodología consistió en realizar un estudio tecnológico y aplicado, el método empleado fue la simulación. La población de esta investigación comprendió el diseño y los componentes de paneles solares, en cuanto a la muestra de investigación, estuvo compuesta por 2 prototipos, un prototipo tradicional y otro con grafeno, de manera que se comparen ambos y así demostrar la eficiencia del grafeno. Como instrumentos se utilizaron el software Solarius PV y Simulink Matlab para verificar el nivel de irradiación, diagrama solar y la eficiencia. Las especificaciones del diseño estimado para un panel solar fotovoltaico optimizado aplicando grafeno fueron: (a) dos paneles de 300 W, (b) un regulador de carga de 45 A nominal con MPPT, (c) inversor de 24V y 600 VA, (d) cuatro baterías de 220 Ah; de manera que permite alimentar las condiciones de una vivienda aislada cuyo consumo energético estimado es de 1130Wh/día. Finalmente, en comparación con los paneles solares tradicionales, el panel solar con grafeno tiene mejor rendimiento pues su potencia nominal es mayor para una magnitud igual comparada con el silicio policristalino, no obstante, mantienen un nivel de eficiencia similar de acuerdo a la simulación de las curvas características (I-V e P-V). Es importante señalar que en el mercado todavía resultan ser más costosos los paneles solares con grafeno para su uso e instalación.