Enfriamiento de módulos solares con mechas de algodón sumergidas en agua

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Fuente: https://www.pv-magazine.com/

La novedosa técnica consiste en unir mechas de algodón sumergidas en el agua (CWIWs) al módulo fotovoltaico de la parte trasera. El agua se suministra a las mechas de algodón de arriba a abajo por gravedad, lo que según los científicos ayuda a la absorción efectiva del algodón y reduce el consumo de agua.

Las mechas de algodón sumergidas en el agua se unen al módulo fotovoltaico de la parte trasera. Imagen: Universidad de Miskolc, Integración y optimización de procesos para la sostenibilidad, Licencia Creative Commons CC BY 4.0

Investigadores de la Universidad de Miskolc en Hungría han desarrollado una técnica de refrigeración pasiva para módulos fotovoltaicos que, según afirman, puede reducir la temperatura de funcionamiento de los paneles hasta en un 22 %.

La novedosa técnica consiste en unir mechas de algodón sumergidas en el agua (CWIWs) a la parte trasera del módulo fotovoltaico. El agua se suministra a las mechas de algodón de arriba a abajo por gravedad, lo que según los científicos ayuda a la absorción efectiva del algodón y reduce el consumo de agua. “La exposición de las mechas de algodón humedecidas al aire circundante reduce la temperatura del aire seco y aumenta la humedad, lo que produce un enfriamiento por evaporación que puede explotarlo para absorber el calor ascendente de la parte posterior del módulo fotovoltaico”, explicaron. “La técnica contribuye creando un ambiente de enfriamiento continuo con menor consumo de agua y mejor desempeño en condiciones de calor que en otros estudios”.

Los CW se organizaron como formas serpentinas evitando cualquier espacio entre ellos. Los científicos los arreglaron usando silicio térmico. También colocaron dos botellas de plástico llenas de agua en el borde superior del módulo fotovoltaico. “El flujo de agua libre de gravedad ayuda a transmitir el agua a los CW sin energía adicional”, enfatizaron. “Por lo tanto, este método ayuda a distribuir el agua completamente desde mechas de algodón por todo el módulo fotovoltaico”.

El rendimiento de un módulo solar policristalino con un tamaño de 0,65 m × 0,55 m y equipado con CWIW se comparó con el de un panel de referencia sin sistema de refrigeración. Utilizaron un registrador de datos con dos sensores de voltaje y dos sensores de corriente. Registraba valores de temperatura, voltaje y corriente cada diez minutos durante los días del experimento. “Los experimentos se realizaron de acuerdo con las condiciones climáticas de la ciudad de Basora, Irak, del 20 al 29 de agosto de 2021”, especificó. “Agosto se caracteriza por un mes soleado con altas temperaturas y baja humedad la mayoría de los días con vientos moderados”.

A través de sus mediciones, los académicos encontraron que el módulo fotovoltaico con enfriamiento de CWIW mostró un comportamiento térmico más cercano a la temperatura ambiente durante todo el período del experimento debido a la evaporación del enfriamiento de los CW. “La temperatura más alta registrada del módulo fotovoltaico con los CWIW fue de 46,2 C a las 12:20 p. m., mientras que la temperatura ambiente fue de 43,8 C”, afirmaron.

En comparación con el módulo sin refrigeración, el módulo equipado con CW tenía una temperatura de funcionamiento un 22 % más baja. “La condición de humedad resultante de las cerdas de algodón sumergidas en agua y expuestas al viento ha proporcionado un enfriamiento adecuado que mejora la eficiencia al 7,25 % y el aumento del rendimiento energético en alrededor de 16,3 W”, explicaron además. «El uso de CWIW reduce la generación de entropía en aproximadamente un 14 % debido a la reducción de la exergía perdida del módulo fotovoltaico en comparación con el módulo fotovoltaico sin refrigeración».

El grupo húngaro presentó la técnica pasiva en el artículo Effect of Evaporative Cooling on Photovoltaic Module Performance , que se publicó recientemente en Process Integration and Optimization for Sustainability . “El enfriamiento pasivo aplicado en este trabajo mejoró el rendimiento del módulo fotovoltaico más que en otros estudios similares, lo que lo hace más confiable para la aplicación”, concluyó.

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