A Project focused on the Development of a Hybrid Floating Solar Device with Thermoelectric Generators for the Rursee in Heimbach in Germany

Abstract

[ES] Este Proyecto de Fin de Grado lleva a cabo el diseño de una idea conceptual de una estructura flotante para transportar un panel flotante. El objetivo de este trabajo es determinar la viabilidad técnica y económica de la instalación fotovoltaica tratando de maximizar su eficiencia y minimizar los costes. También se realizará un estudio comparativo del desarrollo de posibles paneles solares en función del uso o no de generadores termoeléctricos. La modalidad de tecnología fotovoltaica flotante proporciona mejores rendimientos de producción en los paneles fotovoltaicos ya que se mantienen en refrigeración natural y a menor temperatura que si se montan en un tejado por su proximidad a la superficie del agua. Por otro lado, presenta la desventaja de un mayor desafío técnico en el diseño del sistema flotante ya que debe soportar el peso de los paneles y las siguientes estructuras conectadas o las cargas de las olas. Además, también hay que tener en cuenta que el coste de la instalación de estas estructuras flotantes es considerablemente mayor debido a su complejidad.

En primer lugar, se ha investigado recopilando más de veinte artículos científicos de otros estudios sobre instalaciones fotovoltaicas flotantes. Esto permite destacar la originalidad de esta propuesta de trabajo, además de conocer mejor el campo que se va a tratar. Para la realización de este proyecto se han utilizado dos herramientas informáticas. En primer lugar, se ha necesitado Solidworks para crear el diseño de la estructura flotante. En segundo lugar, se ha realizado una simulación de la deformación de la estructura bajo carga a través de Abaqus, un programa de software de elementos finitos.

El sistema fotovoltaico se instalará en el embalse de Rursee, en Heimbach (Alemania). Y los módulos utilizados para su creación son módulos monocristalinos GreenAkku, con dimensiones 610x350x4 y potencia de 30Wp.

Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator

[EN] This Final Degree Project carries out the design of a concept idea of a floating structure to carry a floating panel. The goal of this work is to determine the technical and economic feasibility of the photovoltaic installation trying to maximize its efficiency and minimize costs. A study will also be conducted comparing the development of possible solar panels depending on the use or not of thermoelectric generators. The floating photovoltaic technology modality provides better production yields in photovoltaic panels since they are kept in natural refrigeration and at lower temperatures than if they were mounted on a roof because of their proximity to the water surface. On the other hand, it presents the disadvantage of a bigger technical challenge in the floating system design as it must support the weight of the panels and the following connected structures or wave loads. Furthermore, it is also necessary to note that the cost of installing these floating structures is considerably higher due to their complexity.

Firstly, research by compiling more than twenty scientific articles of other studies about floating photovoltaic installations has been done. This allows for highlighting the originality of this work proposal, apart from getting a better knowledge of the field which is going to be discussed. To complete this project, two informatics tools have been used. Firstly, Solidworks was needed to create the design of the floating structure. Secondly, a simulation of the structure deformation under load was run through Abaqus, a finite element software program.

The photovoltaic system will be installed in the Rursee reservoir in Heimbach, Germany. And the modules used for its creation are monocrystalline GreenAkku modules, with dimensions 610x350x4 and power of 30Wp.