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Andaltec | Sistemas de energía solar híbridos (fotovoltaico y térmico)
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Sistemas de energía solar híbridos (fotovoltaico y térmico)

Sistemas de energía solar híbridos (fotovoltaico y térmico)

Jesús Castillo

R&D Engineer en ANDALTEC

La demanda mundial de energía ha aumentado con el incremento de población y las reservas de combustibles fósiles se están viendo gravante reducidas, al mismo tiempo que su precio se está encareciendo continuamente. Además, como es bien conocido, el consumo masivo de combustibles fósiles es perjudicial para el medio ambiente y es por ello que las energías renovables se están imponiendo, principalmente debido a la reducción de costes y emisiones de efecto invernadero nulas. Entre las tecnologías renovables, la energía solar es una de las más prometedoras y se puede clasificar en dos tipos:

  • Energía fotovoltaica: En este tipo de tecnología parte de la radiación solar es transformada en energía eléctrica.
  • Energía solar térmica: En este tipo de tecnología parte de la radiación solar es transformada en energía térmica.

En los sistemas de energía fotovoltaica gran parte de la energía solar se disipa en forma de calor y por ello la eficiencia de estos sistemas suele estar entorno al 30%. Uno de los motivos de la baja eficiencia de estos sistemas es debido a las altas temperatura que se alcanzan en la célula. Al incrementarse la temperatura de la célula la eficiencia de estos sistemas disminuye, al mismo tiempo que se produce una grave degradación del componente y la reducción del tiempo de vida útil de las células.

El calor disipado en los sistemas de energía fotovoltaica se puede recuperar implementado sistemas híbridos que generen energía solar fotovoltaica y recuperen la energía solar térmica que los sistemas fotovoltaicos por si solos no son capaces. Estos sistemas pueden llegar a obtener eficiencias entorno al 90% debido a que:

  • La eficiencia de las células fotovoltaicas se incrementa al reducir y mantener constante la temperatura de trabajo de la célula.
  • La energía solar térmica que la célula fotovoltaica no es capaz de aprovechar se convierte en energía térmica aprovechable.

Los sistemas de energía solar híbridos se pueden clasificar en varios tipos según se muestra en la figura 1. Los sistemas híbridos de placa plana generan temperaturas bajas ya que no contienen ningún sistema de concentración solar (lentes fresnel o concentradores parabólicos) que ayuden a incrementar la concentración de radiación por unidad de superficie. Por el contrario, los sistemas híbridos de concentración si disponen de elementos de concentración solar y las temperaturas que se pueden alcanzar en el fluido caloportador son mayores, tanto mayores cuanto mayor sea la concentración. Estos se pueden clasificar en tres tipos: de baja concentración, de media concentración y de alta concentración.

Figura 1. Tipos de sistemas solares híbridos.

Por último, cabe destacar que en la fabricación de sistemas de alta concentración no se suelen utilizar materiales plásticos debido a las altas temperaturas que se alcanzan, en cambio para el resto de sistemas que hemos comentado anteriormente el uso de material plástico es una opción muy interesante por su bajo coste, haciendo con ello los sistemas de aprovechamiento de energía solar híbridos más competitivos.

En Andaltec se han llevado y se llevan a cabo varios proyectos en los que se usa material plástico para la fabricación de este tipo de sistemas. El proyecto CPV4ALL es un proyecto 7PM concedido por la Comisión Europea en el que Andaltec ha participado en el diseño y construcción de un sistema hibrido de media concentración mediante el cual la energía térmica producida es utilizada en un sistema de “solar cooling” para obtener aire frio para climatización.