El desarrollo y la comercialización de sistemas híbridos entre fotovoltaica y térmica es una de las áreas más prometedoras en la «energía limpia» de la industria de hoy. La union de las dos formas solares para aumentar eficiencia.

Es un sistema combinado que produce electricidad y calor de un sistema integrado a través de la misma superficie.

Los negocios y la ciencia están constantemente ocupados en una marcha hacia el próximo gran invento. Hemos sido testigos de brillantes avances tecnológicos en los últimos 20 años en los ordenadores y de telecomunicaciones que han redefinido nuestra sociedad y nuestras economías. Para aquellos de nosotros que trabajan en la industria de energía renovable, sabemos que la próxima gran revolución tecnológica ya ha comenzado en nuestro sector, y algunos de los avances más importantes de la sociedad se harán realidad pronto.

En primer lugar, las tecnologías solares viables que se han desarrollado en el pasado están empezando a ser adoptados a escala mundial, con una penetración de mercado cada vez mayor. En este contexto, recordar por un momento la historia de las microondas, que fue inventado por el ingeniero . Dr. Percy Spencer en 1945, pero sólo empezó a lograr una cantidad notable de la penetración en el mercado a mediados de la década de 1970.

La segunda gran tendencia que se está produciendo en la industria solar es la cantidad prolífica de trabajo que se realiza en el desarrollo de nuevas variantes tecnológicas para llevar las demandas del mercado energético del futuro.

Uno de los avances más prometedores en la energía solar de hoy tiene que ver con el desarrollo y comercialización de sistemas híbridos PV (fotovoltaico) / térmicos. Una combinación que produce electricidad y calor de un sistema integrado a través de la misma superficie. Es evidente que esta forma de “convergencia tecnológica” es una ventaja porque permite la producción limpia de dos tipos de energía en un edificio – en lugar de uno – y los nuevos tipos de legislación.

Los éxitos en Pekín y Montreal

Los híbridos fotovoltaicos/térmicos instalados en la Villa Olímpica de Beijing y la Universidad de Concordia fueron los sistemas híbridos que combinan con fotovoltaicos para aire de calefacción solar. Los desplazamientos de componentes de la carga térmica de calefacción, que es a menudo la mayor fuente de consumo de energía de los edificios en muchas partes del mundo.

La tecnología Solarwall es un sistema activo solar de calentamiento de aire con una eficiencia de hasta un 80%. Se pre-calienta el aire de ventilación que se requiere en materia comercial, industrial y comercial de los edificios, compensando así la carga de calefacción tradicional en un 20% -50%. También se pueden utilizar para calor de proceso.

Recursos Naturales de Canadá, trabajando en colaboración con la Red de edificios solares, con el apoyo de la instalación de Solarwall PV / T en la escuela de negocios de la Universidad de Concordia en Montreal.

Tiene instalados 100 kW (25 kW de energía fotovoltaica y térmica de 75 kW) y una superficie de más de 3000 pies cuadrados (278 m2). Se considera que es el único edificio en el que verdaderamente se integrada PV / T en el mundo. El sistema solar es la pared exterior, que se integra perfectamente en la fachada donde se extiende la parte superior del edificio de gran altura.

Es un rasgo arquitectónico, además de ser una fuente de dos tipos de energía limpia, el sistema híbrido se espera que pueda tener una eficiencia global de utilización de energía solar de hasta un 60%. Se prevé que la generación eléctrica se incrementará en un 5% al forzar aire fresco detrás de los paneles fotovoltaicos, lo que disminuye la temperatura. Esta pre-aire caliente se suministra al sistema mecánico.

¿Por qué PV(fotovoltaicos)/Térmicos? La perspectiva de la tecnología

Para comprender plenamente por qué los sistemas PV / termales sí tiene sentido en muchas situaciones, vale la pena recordar algunos hechos acerca de cómo operan los sistemas fotovoltaicos.

Históricamente, el principal inconveniente para muchos sistemas convencionales fotovoltaicos es el alto costo inicial y la limitada cantidad de la producción eléctrica en comparación con la entrada de energía solar. El retorno de ganancias es de varias décadas resultando poco atractivas, donde los subsidios del gobierno no están disponibles.

Los módulos fotovoltaicos transforman la energía en electricidad con una eficiencia de 8% -15%. ¿Qué pasa con el resto de la energía del sol que brilla en la superficie del panel? Parte de ella se pierde por la luz reflejada por el vidrio, pero la mayoría de ella se convierte en energía calorífica que no sólo no es capturado con los sistemas convencionales, sino que también disminuye el rendimiento eléctrico.

Actualmente, en Europa la tendencia con la energía fotovoltaica es integrada en la construcción, donde los módulos forman parte de la piel exterior del edificio. Si bien esto es ventajoso, por lo general no hay ninguna disposición para eliminar la acumulación de calor en la parte posterior de los módulos. Para poner esto en perspectiva, a esas temperaturas, la pérdida de rendimiento es tal que una matriz de 10 kW se convierte en una matriz de 7 kW.

La prueba del sistema PV / T en el National Solar Test Facility (NSTF) en México mostraron que la adición del componente térmico al fotovoltaico baja la temperatura fotovoltaica en un 10-20 ° C (50-68 ° F) lo que se traduce en un aumento de la producción eléctrica entre 5% -10%, o un extra de 0.5-1 kW para una matriz de 10 kW.

La perspectiva de la economía

Las pruebas demuestran que la energía solar fotovoltaica y térmica combinadas puede generar cuatro veces la producción de energía de la misma superficie de un aumento del 25% de los costes.

La ganancia de energía asociados con la captura de la energía térmica del “residuo fotovoltaico” sirve para compensar las necesidades de energía de un edificio, combinado con el aumento de ganancias de rendimiento asociado con una disminución de la temperatura de funcionamiento de módulos fotovoltaicos, ha demostrado reducir el periodo de amortización a una tercera parte.

Esta mayor rentabilidad sobre la inversión es importante porque ayuda a llevar la recuperación PV en un período más estándar de recuperación empresarial. Además, la rentabilidad financiera se basa en la energía eléctrica producida efectivamente, no la potencia eléctrica nominal del sistema, así que la optimización de la producción de electricidad fotovoltaica es una consideración esencial.

El camino por recorrer

Evidentemente, sistemas PV / termales representan uno de los más prometedores sectores de nuevas tecnologías en el espacio de energía renovable. Existen numerosas sinergias a añadir un componente térmico a la construcción de sistemas integrados de PV, y es probable que un día no muy lejano, los sistemas solares de todo tipo se considerará la “norma” en los edificios de todas las formas y tamaños en todas partes del mundo.

El calibre y el rendimiento de los dos primeros proyectos comerciales a gran escala Solarwall PV / T proyectos en Beijing y Montreal, son un testimonio de la excelencia tecnológica de sistemas híbridos y la aplicación masiva en edificios de todo el mundo. Como el horno de microondas en la década de 1970, la energía solar comienza su curva de crecimiento exponencial, y la adopción masiva de ellos en los próximos decenios mejorará drásticamente nuestra sociedad y nuestra economía, como todos las otras grandes tecnologías que han ido antes de ellos.

Fuente: worldofrenewables.com