Científicos en Egipto han investigado la efectividad del uso de agua y una mezcla de óxido de aluminio y hexahidrato de cloruro de calcio para enfriar los módulos fotovoltaicos. Se observó un rendimiento óptimo con una solución de 75% de agua, según los resultados de la investigación.
Científicos de la Universidad Benha de Egipto han propuesto una técnica de enfriamiento pasivo para paneles fotovoltaicos basada en el uso de agua y una mezcla de óxido de aluminio (Al2O3) y hexahidrato de cloruro de calcio (CaCl2H12O6). Los materiales de cambio de fase (PCM), compuestos que pueden almacenar energía térmica y ayudar a estabilizar la temperatura, pueden absorber o liberar grandes cantidades de calor “latente” cuando pasan por un cambio en su estado físico, como durante la fusión y la congelación.
Imagen: Baltine / Flickr
El equipo de investigación de Benha aplicó varias mezclas de sus refrigerantes pasivos a un panel fotovoltaico policristalino de 50 W y comparó el rendimiento durante los meses de verano en El Cairo con el de un panel no tratado.
El sistema implicaba el uso de una unidad de enfriamiento, bomba de CD, válvulas, medidor de flujo de agua y tuberías de conexión. Se fabricaron canales de aluminio para el agua y la mezcla Al2O3 / PCM. Los canales se colocaron debajo de los dos paneles, que se ajustaron al sur y se orientaron 30 grados desde la horizontal.
Técnica
La mezcla de PCM se calentó hasta el punto de fusión para formar un líquido y se le añadieron nanopartículas de Al2O3 en los canales de aluminio. “La dispersión de partículas en el líquido PCM se realiza utilizando un baño agitador con cuatro concentraciones de masa diferentes”, afirmó el grupo.
Los investigadores registraron la corriente y el voltaje FV, las temperaturas de la superficie del panel frontal y posterior, las temperaturas de entrada y salida de agua, la irradiación solar, la temperatura ambiente del bulbo seco al aire y la velocidad del viento.
“La aplicación del sistema de enfriamiento, ya sea usando agua y / o [la] mezcla Al2O3 / PCM, proporciona una caída notable en la temperatura de la celda en comparación con el [panel] no enfriado”, dijo el equipo egipcio.
Los investigadores dijeron que una mezcla de agua y el líquido Al2O3 / PCM superó el uso de agua sola y el mejor rendimiento se registró en 75% de agua y 25% de Al2O3 / PCM.
Uso del agua
Aunque el uso de la mezcla Al2O3 / PCM por sí sola no produjo los mejores resultados, eliminar la necesidad de agua con fines refrigerantes podría ser la solución óptima para las instalaciones solares, sugirieron los investigadores.
Los resultados de la investigación se presentan en el documento Mejora del rendimiento de las células fotovoltaicas utilizando la mezcla de Al2O3 / PCM y / o técnicas de enfriamiento de agua, publicado en Renewable Energy y en el sitio web ScienceDirect.
Científicos del Instituto KPR de Ingeniería y Tecnología de la India y el Colegio Nacional de Ingeniería de la India propusieron recientemente una técnica similar, utilizando el eutéctico CaCl2.6H2O – Fe3Cl2.6H2O como material de cambio de fase.
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