El blog de las Energías Renovables

Mayor efectividad para las placas solares de alta concentración

18 - 09 - 2009

· Categoría Energía Solar fotovoltáica, Energía solar |

Recientemente la Universidad de Lérida ha patentado un sistema que incrementa la efectividad de las placas solares de alta concentración mediante un disipador híbrido de altos flujos energéticos para matrices denso de células fotovoltaicas de alta concentración. Mediante dicho sistema se mejora la uniformidad de la temperatura del receptor fotovoltaico y reduce los posibles daños a las células fotovoltaicas, aumentando la obtención de energía eléctrica y alargando así la vida útil de las células.

La importancia de dicho sistema reside en que una de las problemáticas más importantes de estos sistemas solares son las altas densidades de flujo manejadas. Un elevado porcentaje de la energía solar incidente en el receptor se transforma en calor, por ello es necesario realizar un enfriamiento activo para rebajar la temperatura de las células fotovoltaicas en niveles que garanticen su correcto funcionamiento.

Por otra parte, es necesario mejorar la uniformidad de temperatura del receptor fotovoltaico ya que este parámetro afecta también a las prestaciones eléctricas de estos sistemas y reduce su fiabilidad.

Los disipadores de calor actuales alcanzan el primer objetivo pero no ofrecen soluciones para el segundo. Por ejemplo, los microcanales sólo pueden reducir, en la dirección del flujo del fluido, el incremento de la temperatura de la matriz densa de células aumentando el flujo de fluido refrigerante (lo que implica el aumento de la potencia de la bomba de circulación del circuito de refrigeración), pero nunca puede llegar a eliminar este gradiente de temperatura.

La solución desarrollada es un disipador híbrido jet impactante / microcanales. El fluido entra en el disipador mediante una ranura por la cual, después de impactar contra el fondo del disipador, el flujo se divide para entrar en las zonas de canales o aletas. Esta zona presenta una distribución no uniforme de elementos de intercambio (aletas) en la dirección del flujo del fluido refrigerante que permite controlar la distribución de la capacidad de extracción de flujo térmico y, en consecuencia, adaptar el perfil de temperatura a las necesidades de la aplicación. La geometría interna del dispositivo se puede modificar en la etapa de diseño para alcanzar este efecto.

Las ventajas del disipador son las siguientes:

• Elevada capacidad de extracción de altas densidades de flujo térmico.
• Se puede fabricar en diferentes escalas, incluso en el rango de dimensiones manométricas, debido a la reciente evolución de las técnicas de fabricación.
• Diseño compacto.
• Pérdidas de presión relativamente bajas.
• La longitud del recorrido del fluido está dividida en dos respecto a un disipador de microcanales normal, lo que permite aumentar la capacidad de extracción de flujo térmico.

Aparte de las aplicaciones en el ámbito de la energía solar, el sistema desarrollado también puede ser aplicado en el campo de la microelectrónica, por ello los científicos del proyecto continuarán con la investigación sobre el enfriamiento de chips electrónicos que se utilizan en aparatos tan cotidianos como los ordenadores.

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