Comparación del rendimiento térmico en la refrigeración de placas solares fotovoltaicas con la de una placa solar térmica de aire

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo principal conocer el potencial térmico del sistema de ventilación y refrigeración por aire de una instalación fotovoltaica. Se establecen una serie de objetivos secundarios que permiten, en conjunto, la consecución del objetivo principal, entre los que se encuentran el análisis de datos experimentales previos, el diseño y construcción de una instalación solar térmica experimental, el ensayo de la misma y el análisis y evaluación de todos los resultados obtenidos en ambas instalaciones. Se persigue la observación del comportamiento termodinámico de este tipo de instalaciones ante diferentes condiciones y configuraciones establecidas. El objetivo principal es evaluar la cantidad de energía térmica que se puede aprovechar del sistema a través del aire como fluido refrigerante, siendo de especial relevancia el salto de temperatura que se pueda producir en éste tras el proceso de ventilación, ya que el fin del estudio es proporcionar un incremento de temperatura del aire que para su aplicación en ruedas desecantes. Para tal fin, se plantea una instalación experimental compuesta por dos módulos fotovoltaicos situados en paralelo y elevados sobre una superficie de material aislante, dejando un canal de paso de sección rectangular entre el módulo y la superficie. En una de las dos configuraciones, se intercala, en el canal de paso del aire, una serie de obstáculos que modifican la trayectoria y el tiempo de residencia del aire bajo el módulo, con el objetivo de aumentar de la temperatura del aire a la entrada y salida del canal, la medida de la temperatura del módulo y de la superficie aislante y la cuantificación del caudal trasegado y de otras magnitudes permiten adquirir la información necesaria para cumplir con el objetivo principal del trabajo. Las tres configuraciones estudiadas son independientes y, para evitar la interferencia de agentes externos, los laterales de cada canal quedan sellados, de manera que existe solo una sección de entrada y una sección de salida del aire en cada caso. En definitiva, este estudio tiene el propósito de evaluar la posibilidad de llevar a cabo un aprovechamiento térmico eficiente de una instalación fotovoltaica a partir de pequeñas modificaciones en la misma, de manera que una instalación ya existente, sin necesidad de verse sometida a grandes cambios, mejore su rendimiento energético de forma global, además de comparar este rendimiento energético con el que se obtiene de una placa solar térmica. Asimismo, a pesar de tratarse de un estudio orientado a la regeneración de ruedas desecantes, los resultados obtenidos se pueden extrapolar a cualquier otra aplicación en la que se requiere de una etapa de precalentamiento.