Enfriar los paneles fotovoltaicos con agua de mar

Un grupo de científicos de la Universidad de Bristol y de la Universidad Benha de Egipto han utilizado agua salada para enfriar los módulos fotovoltaicos. Probaron una técnica de enfriamiento pasivo basada en alúmina activada saturada, con agua salina como agente refrigerante, después de utilizar inicialmente agua dulce.

En sus pruebas, sustituyeron los paneles fotovoltaicos por placas recubiertas de azul con características ópticas equivalentes a las de los productos policristalinos comerciales. Para las pruebas se utilizó un simulador solar compuesto por seis lámparas halógenas de 1.000 W, con temperaturas ambiente que oscilaban entre los 30 C y los – 3 C, y niveles de humedad relativa del 40% al 50%. Las velocidades del viento se mantuvieron cerca de cero. Se asumió que la eficiencia del panel era del 17,1%.

Se ensamblaron tres capas horizontales de malla de alambre de aluminio bajo el panel simulado para mejorar la transferencia de calor en todo el sistema.

Los académicos dijeron que la malla de aluminio es preferible a las placas de aluminio porque es más barata y pesa menos. También señalaron que las láminas son más factibles que los pequeños cortes de malla.

Analizaron agua salada con cinco niveles diferentes de salinidad – cinco, 10, 35, 80, y 377 partes por mil (ppt) mezcladas a través de un medidor de salinidad. La solución mezclada se mantuvo en un contenedor cerrado para que se asentara.

“Se colocaron cajas con la nueva configuración interna, placas simuladas, pastillas de alúmina activada y se sumergieron en un contenedor de agua salina durante tres horas, luego se liberaron y se mantuvieron bajo la radiación premedida durante seis horas”, dijeron los científicos.

También añadieron perforaciones a los contenedores rectangulares para aumentar el calor y facilitar la transferencia de masa entre los materiales saturados y el aire circundante.

La configuración del sistema de agua de mar ofrece un mejor rendimiento térmico que los sistemas de agua dulce. Esto se debe a la mayor uniformidad de la transferencia de calor en ambas direcciones, tanto vertical como horizontal, debido a las aletas verticales de aluminio sólido y a la malla de alambre alineada horizontalmente.

El sistema de refrigeración puede reducir la temperatura de funcionamiento de una planta entre 12 C y 14 C a diferentes intensidades de radiación probadas, en comparación con proyectos sin sistemas de refrigeración.

“Los resultados mostraron que el agua salina puede ser usada como una alternativa para el agua pura, ya que da el mismo rendimiento”, dijo el grupo. “A pesar de tener el mismo rendimiento, es preferible utilizar el agua salina debido a su disponibilidad y al alto potencial de utilizar este sistema para la desalinización”.

Recomendaron soluciones de menor salinidad, ya que los niveles más altos han mostrado una mayor tasa de deterioro.

“El grupo está actualmente investigando los aspectos económicos y ambientales de su sistema y proponiendo un sistema completo que proporcione una mayor eficiencia energética, desplegando nanotecnologías y agua destilada”, dijo el investigador Saber Abdo a pv magazine.

El grupo presentó sus conclusiones en el documento “Cooling solar panels using saturated activated alumina with saline water: Experimental study,” que fue publicado recientemente en Solar Energy.