Un grupo internacional de investigación ha desarrollado una técnica de refrigeración activa para paneles solares que utiliza un canal inclinado y dos chorros de nanofluidos.
El sistema consiste en un doble chorro de nanofluido en un canal 2D colocado debajo de una placa calefactora que se adhiere al panel fotovoltaico. Los dos chorros entran en el canal a través de dos ranuras de anchura separada por una distancia y son perpendiculares a la pared activa del canal.
“El sistema de refrigeración es un canal inclinado, con una pared superior isotérmica calentada, sometido a dos chorros de nanofluido”, explican los científicos, que añaden que el dispositivo utiliza como nanofluido agua mezclada con nanopartículas de cobre.
“El canal presenta una inclinación, con la dirección horizontal, denotada por el ángulo y cuyo límite se elige igual a 30 grados.Este valor corresponde al ángulo óptimo que corresponde a la absorción máxima de las radiaciones solares por un panel fotovoltaico en Túnez”, añadieron.
En la configuración del sistema propuesto, el canal es calentado por su pared superior y enfriado por dos chorros de nanofluidos que penetran por su pared inferior.
Los investigadores probaron el sistema con el objetivo de analizar numéricamente la transferencia de calor y la producción de entropía térmica en el nanofluido que fluye por todo un canal debido a los efectos viscosos. La entropía creada caracteriza un proceso irreversible que muestra la degradación y la usura del propio sistema físico, añadieron.
Mediante su análisis, descubrieron que la modificación del ángulo de inclinación tiene un efecto limitado sobre la transferencia de calor y la irreversibilidad, y que la entropía creada aumenta casi un 15% cuando la concentración de nanopartículas alcanza el 8%. Esta entropía podría provocar un deterioro y una usura significativos en los lugares de impacto de los dos chorros.
El problema de la entropía puede resolverse aumentando el número de chorros y el ángulo de los chorros en la transferencia de calor, así como aplicando la hidrodinámica a la entropía creada. “Esto puede conducir simultáneamente a un aumento de la transferencia de calor con la minimización de la entropía creada”, declararon los científicos. “Esta minimización puede lograrse en términos de reducción de intensidad o incluso en términos de una redistribución de irreversibilidades”.
El equipo no dio detalles sobre los costos del sistema y su posible aplicación comercial.
El sistema se describe en el estudio “Qualitative modeling of solar panel cooling by nanofluid jets: Heat transfer and second law analysis” (Modelización cualitativa de la refrigeración de paneles solares mediante chorros de nanofluidos: transferencia de calor y análisis de la segunda ley), publicado en Case Studies in Thermal Engineering. En el grupo de investigación participan académicos de la Universidad de Tabuk (Arabia Saudí) y la Universidad de Gabes (Túnez).
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