Nueva técnica para determinar la mejor técnica de enfriamiento para los módulos solares

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Investigadores de la Universidad Multimedia de Malasia han elaborado un estudio sobre la evaluación del rendimiento y la comparación entre los diferentes métodos para mantener los paneles solares frescos en funcionamiento. Los módulos fotovoltaicos son menos eficientes cuando funcionan a temperaturas más altas y, en muchos casos, éstas también pueden causar una degradación irreversible de las células.

Sus conclusiones se publican en el documento «A new approach for photovoltaic module cooling technique evaluation and comparison using the temperature dependent photovoltaic power ratio», publicado en Sustainable Energy Technologies and Assessments y en el sitio web de ScienceDirect.

Los investigadores observan que actualmente hay lagunas en la investigación sobre la evaluación de los diferentes métodos de enfriamiento de los módulos fotovoltaicos, y una falta de normas universales. «Una de esas lagunas es la falta de disponibilidad de una medida que pueda aplicarse independientemente del valor de la potencia fotovoltaica de referencia con el fin de reducir el trabajo de cálculo», afirmaron.

En el documento también se explica que las eficiencias de la energía fotovoltaica en general no pueden compararse de manera realista, ya que las diferentes tecnologías fotovoltaicas funcionan mejor en diferentes condiciones de luz y clima, y los parámetros de refrigeración de la energía fotovoltaica se utilizan en diferentes condiciones de funcionamiento.

Esto significa que cuando se utiliza el mismo tipo de refrigeración fotovoltaica para diferentes tecnologías con diferentes potencias nominales, la producción resultante también debería ser diferente. Por ejemplo, si se aplica la misma solución de refrigeración a un modelo diferente con una potencia nominal de 350 W, la salida será diferente para cada tipo de «enfriador».

«Utilizando las medidas existentes se necesita más tiempo de cálculo, debido a que tiene más parámetros influyentes para evaluar el rendimiento fotovoltaico desconocido, lo que requiere un cálculo repetido sobre el rendimiento fotovoltaico para cualquier valor dado de la potencia fotovoltaica de referencia», señala el estudio.

El nuevo método propuesto, según los investigadores, identifica los parámetros pertinentes para medir el rendimiento de refrigeración, como la potencia del módulo una vez añadida la refrigeración y la potencia nominal en condiciones de prueba estándar. «Para comparar el rendimiento de los refrigeradores fotovoltaicos con el nuevo método, es necesario conocer el valor R de los refrigeradores fotovoltaicos», declararon los científicos. «El valor de R es el mismo, independientemente del valor de la potencia de referencia utilizada para calcular la producción fotovoltaica. Cuanto más alto es el valor de R, mejor es el rendimiento del refrigerador fotovoltaico».

El valor R mide el aislamiento del panel y su capacidad para resistir la transferencia de calor. Un valor R más alto significa un mejor aislamiento, lo que evita que el calor se escape en invierno o entre en verano.

Los parámetros del método son: la temperatura de un módulo fotovoltaico con un refrigerador, la temperatura de referencia del módulo fotovoltaico, la disminución fraccionada de referencia de la eficiencia fotovoltaica por unidad de aumento de la temperatura, la necesidad de bombeo (para el enfriamiento por convección forzada), la radiación solar incidente, la potencia máxima de salida del módulo fotovoltaico y la radiación solar en las condiciones de prueba de referencia. «El resultado es que se puede obtener instantáneamente el cálculo de la potencia desconocida para diferentes potencias de referencia y la comparación del rendimiento entre diferentes refrigeradores se hace sencilla sin tener que pasar por el largo proceso que requiere el método existente», dijo el grupo.

Las técnicas de enfriamiento enumeradas en el estudio son las siguientes: tubos paralelos; intercambiador de calor de placas; diseño de flujo en elipse; absorbedor de aluminio en rollo; enfriador fotovoltaico de tubo de calor; tubos rectangulares en serie; diseño de flujo directo; diseño de flujo serpentino múltiple; diseño de flujo en espiral; canales de placas paralelas; diseño de tubos rectangulares; diseño de flujo serpentino; calentador de agua; y enfriador fotovoltaico de material de cambio de fase.

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