Intercambiador de calor subterráneo para enfriar paneles solares
Investigadores de la Universidad de Alcalá en España han desarrollado una técnica de refrigeración para módulos solares que utiliza un circuito intercambiador de calor de circuito cerrado monofásico subterráneo que actúa como un disipador de calor natural.
“ Nuestros análisis, realizados para varios tipos de instalaciones residenciales y comerciales, muestran que el sistema es económicamente viable con plazos de amortización de la inversión que oscilan entre cinco y 10 años”, explica a pv magazine el investigador Ignacio Valiente Blanco .
La técnica de enfriamiento implica la aplicación de un intercambiador de calor en la parte posterior de un panel solar para eliminar el exceso de calor. Este calor es transferido bajo tierra por un fluido refrigerante que es refrigerado por otro intercambiador de calor en forma de U introducido en un pozo a 15 metros de profundidad, lleno de agua natural del acuífero subterráneo.
“El sistema de refrigeración necesita energía adicional para activar la bomba de refrigerante”, explicaron los investigadores. “Como es un circuito cerrado, la diferencia de energía potencial entre el fondo del pozo y el panel solar no afecta el consumo de energía del sistema de enfriamiento”.
Los científicos probaron el sistema de refrigeración en una instalación fotovoltaica fuera de la red , que describieron como representativa de una granja solar típica con sistemas de seguimiento de un solo eje . La matriz consta de dos módulos de 270 W suministrados por Atersa de España . Cuentan con un coeficiente de temperatura de – 0,43% por grado Celsius.
El intercambiador de calor del panel solar está compuesto principalmente por un conjunto de seis tubos de cobre en forma de U aplanados y deformados plásticamente, cada uno de 15 mm de diámetro. Los tubos están todos térmicamente aislados por espuma de polietileno y conectados a colectores comunes de entrada y salida de 18 mm de diámetro. El grupo de investigación utilizó un caudal de refrigerante constante de 3 l/min o 1,8 l/min por metro cuadrado de panel solar.
El experimento demostró que la tecnología de refrigeración podía reducir la temperatura de funcionamiento del módulo solar entre 13 C y 17 C. También mejoró el rendimiento del módulo en alrededor de un 11 %, lo que significa que durante un día entero, el panel refrigerado proporcionaría 152 Wh más que su contraparte sin enfriar, según el estudio.
Los académicos presentaron el sistema de enfriamiento en " Mejora de la eficiencia de los módulos solares fotovoltaicos mediante el enfriamiento mediante un intercambiador de calor subterráneo ", que se publicó recientemente en el Journal of Solar Energy Engineering .
“ Con la inversión necesaria, el sistema es perfectamente usable en instalaciones convencionales”, dijo Valiente Blanco.
Fuente:
pv magazine