Un grupo de científicos dirigido por el Kongu Engineering College de la India investigó el uso de aceite de neem residual como solución de refrigeración para módulos fotovoltaicos.
El aceite de neem se extrae de las semillas del árbol del neem y se utiliza habitualmente como medicamento para algunas enfermedades de la piel.
Los investigadores explicaron que este aceite actúa como material de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés), que puede absorber, almacenar y liberar grandes cantidades de calor latente en rangos de temperatura definidos. Los PCM se han utilizado a menudo en investigación para la refrigeración de módulos fotovoltaicos y el almacenamiento de calor.
“El aceite de neem tiene un buen rango térmico, su densidad es físicamente alta, es químicamente estable y no corrosivo, no contamina el medio ambiente, es reutilizable y reciclable, y es económicamente barato y fácil de eliminar”, añaden. “Habitualmente, cualquier PCM utilizado para refrigeración debe tener baja conductividad térmica, estabilidad y ciclabilidad. El aceite de neem cumple todas las limitaciones”.
Para su montaje experimental, los académicos utilizaron módulos monocristalinos y policristalinos de 50 W con una superficie de 43,18 cm × 35,56 cm. En la parte trasera, colocaron un depósito de aceite con una profundidad de 4,064 cm y lo llenaron en un 83,33% con aceite usado. El resto de la superficie del lado trasero se mantuvo como “espacio de respiración”.
El aceite se sustituía cada 30 minutos y suponía un gasto diario de 15 rupias (0,18 dólares) tanto para las configuraciones monocristalinas como policristalinas. Para hacer sitio al aceite sustituido, el aceite residual que ya se utilizaba para la refrigeración se volcaba en un depósito. Una válvula controla el depósito, por lo que, tras su uso, “la eliminación del aceite de neem es muy sencilla”, subraya el grupo.
Los montajes se probaron al aire libre un día de abril y se compararon con montajes de control sin refrigeración por aceite de neem. En el pico de radiación, el módulo monocristalino suministró 39,9 W de potencia, mientras que el policristalino produjo 41,6 W.
En cuanto a los sistemas de refrigeración monocristalino y policristalino con aceite de neem, sus temperaturas se redujeron un 2,29% y un 4,34%, respectivamente, mientras que su eficiencia aumentó un 15,0% y un 17,8%, respectivamente.
Los científicos compararon estos resultados con los obtenidos por otros aceites utilizados con fines de refrigeración en publicaciones anteriores, y descubrieron que el aceite de neem lograba el mejor rendimiento para la refrigeración de paneles solares hasta la fecha. “El aceite de coco alcanza el 9,0% y el 10,40%, el de sésamo el 8,90% y el 13,90%, y el de cacahuete el 14,0% y el 16,80%, respectivamente”, señalaron.
Tras recopilar esos resultados, el grupo científico los comparó con el uso de otros aceites comestibles como refrigerantes fotovoltaicos, según se desprende de bibliografía anterior.
Las temperaturas de los sistemas monocristalinos y policristalinos con refrigeración de aceite de neem se reducen a un 2,29% y un 4,34%, respectivamente, en comparación con las temperaturas monocristalinas y policristalinas de aceites comestibles: el aceite de coco es del 3,76% y el 4,09%, el aceite de sésamo es del 4,27% y el 3,98%, y el aceite de cacahuete es del 2,25% y el 4,30%, respectivamente.
Los resultados se presentan en el estudio “A new method for improving the solar photovoltaic unit efficiency through neem oil as coolant medium for high power applications-an experimental investigation” (Un nuevo método para mejorar la eficiencia de la unidad solar fotovoltaica mediante aceite de neem como medio refrigerante para aplicaciones de alta potencia: una investigación experimental), publicado en Electrical Engineering.
El equipo de investigación estaba formado por científicos del Instituto de Tecnología de Coimbatore, el Instituto de Tecnología de Ramakrishna y la Escuela Superior de Tecnología de Theni Kammavar Sangam, así como de la Universidad de Qatar.
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