Modelado y análisis del recurso solar disponible en la superficie de un vehículo con la librería PVLIB-Python

Abstract

La necesidad de encontrar una alternativa al actual modelo socioeconómico, basado en el consumo de combustibles fósiles ha propiciado el desarrollo de las energías renovables, fuente predecible, limpia e inagotable de energía. La tendencia a la baja de su precio en los últimos años está favoreciendo su implementación, generando riqueza a nivel local, creando empleo e independencia energética. Hoy en día la potencia generada con la energía solar fotovoltaica proviene de grandes plantas fotovoltaicas, y del autoconsumo de viviendas, sin embargo, su uso debe extenderse a otros sectores. El sector transportes, es uno de los mayores responsables en términos de emisión de gases de efecto invernadero, por ello, en este proyecto se propone implementar módulos fotovoltaicos en los vehículos eléctricos, con el objetivo de alargar su autonomía. En el campo fotovoltaico, es fundamental tener una herramienta de predicción energética. Aunque en la actualidad, existen varios programas que permiten cuantificar la generación de energía, la complejidad geométrica del vehículo ha obligado a desarrollar un programa específico para este proyecto, el cual debe calcular las distintas superficies del vehículo con el objetivo de evaluar las componentes de irradiancia incidentes en cada punto, para después estudiarlas desde un enfoque global. El programa se basa en la librería de código abierto PVLib, desarrollada por los laboratorios Sandía, la cual contiene los algoritmos de modelado, actualizados y documentados por la comunidad científica, para que el usuario pueda elegir el modelo matemático que desee. Tras la validación de la herramienta, se presentan diferentes casos de estudio para mostrar su potencial. Para ello se evalúa el recurso solar disponible en las diferentes superficies de un vehículo en función de distintas geometrías, orientaciones, y momentos del año, para dar resultados claros y concisos sobre su viabilidad.