Tecnología fotovoltaica-termoeléctrica con eficiencia potencial del 65%

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

Científicos chinos han simulado una nueva tecnología fotovoltaica-termoeléctrica, basada en refrigeración radiativa y células solares III-V, para generar electricidad por la noche.

Imagen: Academia China de Ciencias

Científicos de la Academia de Ciencias de China han diseñado un sistema de energía híbrido que combina energía fotovoltaica, división espectral (SS), enfriamiento radiativo (RC) y una unidad termoeléctrica (TEG) .

“El sistema propuesto se puede aplicar a la generación de energía solar fotovoltaica, con los materiales termoeléctricos utilizando el espectro solar separado para generar electricidad”, dijo el investigador Jianfeng Guo a pv magazine . “Al mismo tiempo, la combinación de tecnología de enfriamiento por radiación y materiales termoeléctricos puede generar energía durante la noche”.

En la configuración ideal propuesta del sistema, el panel fotovoltaico se basa en celdas de heterounión hechas de materiales III-V , colocadas en la parte inferior del lado caliente del TEG para generar electricidad utilizando la diferencia de temperatura entre el panel fotovoltaico y el enfriamiento radiativo.

“El enfriamiento radiativo debe mirar hacia el cielo, por lo que se coloca en la parte superior”, dijeron los científicos.

El enfriamiento radiativo ocurre cuando la superficie de un objeto absorbe menos radiación de la atmósfera y emite más. Como resultado, la superficie pierde calor y se puede lograr un efecto de enfriamiento sin necesidad de energía.

El rendimiento del sistema se comparó con el de un sistema PV-TEG “convencional”, en el que el panel PV permanece en la parte superior y actúa como el lado caliente del TEG, y se usa un disipador de calor como el lado frío del TEG en el lado opuesto. abajo. El módulo TEG utiliza numerosos termopares PN y se coloca en el medio para generar electricidad utilizando la diferencia de temperatura entre el panel solar y el disipador de calor.

Para la comparación, aplicaron una teoría basada en las condiciones de flujo de calor para lograr la máxima eficiencia termoeléctrica.

“El sistema híbrido PV-TEG con RC es superior al sistema híbrido convencional, no solo en términos de mayor eficiencia sino también en su capacidad de operación las 24 horas”, afirman los científicos.

Descubrieron que el sistema híbrido con celdas de cuatro uniones podría alcanzar potencialmente una eficiencia de más del 65 %, que describieron como superior a la mayoría de los sistemas fotoeléctricos y térmicos actuales. Un sistema con una sola unión, la eficiencia alcanzó el 39,4%, y dijeron que esto era más alto que la eficiencia fotovoltaica teórica a 500 soles del 38,2%.

“Solo llevamos a cabo análisis teóricos y simulación numérica en este sistema, sin análisis económico”, dijo Guo. “En el futuro, construiremos un sistema experimental y luego realizaremos un análisis de costos”.

Los investigadores introdujeron el sistema en » Maximización de la energía eléctrica a través del sistema híbrido fotovoltaico-termoeléctrico de división espectral integrado con enfriamiento radiativo «, que se publicó recientemente en Advanced Science .

Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai en China, la Universidad de Purdue en los Estados Unidos, el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología y el Instituto de Ciencia de Materiales en España, y la Universidad de Ciencias y Tecnología y el Colegio Australiano de Kuwait .

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