Cientistas espanhóis construíram um sistema de refrigeração com trocadores de calor de painéis solares e um trocador de calor em forma de U instalado em um poço de 15 metros de profundidade.Os pesquisadores afirmam que isso reduz a temperatura do painel em até 17%, ao mesmo tempo que melhora o desempenho em cerca de 11%.
Pesquisadores da Universidade de Alcalá, na Espanha, desenvolveram uma tecnologia de resfriamento de módulo solar que usa um trocador de calor monofásico subterrâneo de circuito fechado como dissipador de calor natural.
O pesquisador Ignacio Valiente Blanco disse à revista pv: “Nossa análise de diferentes tipos de propriedades residenciais e comerciais mostra que o sistema é economicamente viável com um período de retorno de 5 a 10 anos”.
O método de resfriamento envolve o uso de um trocador de calor na parte traseira do painel solar para remover o excesso de calor.Este calor é transferido para o solo com a ajuda de um líquido refrigerante que é resfriado por outro trocador de calor em forma de U, que é introduzido em um poço de 15 metros de profundidade preenchido com água natural de um aquífero subterrâneo.
“O sistema de refrigeração requer energia adicional para ativar a bomba de refrigeração”, explicaram os pesquisadores.“Por se tratar de um circuito fechado, a diferença de potencial entre o fundo do poço e o painel solar não afeta o consumo de energia do sistema de refrigeração.”
Os cientistas testaram o sistema de resfriamento em uma instalação fotovoltaica autônoma, que descreveram como uma típica fazenda solar com sistema de rastreamento de eixo único.O array consiste em dois módulos de 270 W fornecidos pela Atersa, Espanha.Seu coeficiente de temperatura é de -0,43% por grau Celsius.
O trocador de calor para o painel solar consiste principalmente em seis tubos de cobre planos em forma de U deformados plasticamente com um diâmetro de 15 mm cada.Os tubos são isolados com espuma de polietileno e conectados a um coletor comum de entrada e saída com diâmetro de 18 mm.A equipe de pesquisa usou um fluxo constante de refrigerante de 3L/min, ou 1,8L/min por metro quadrado de painéis solares.
Experimentos mostraram que a tecnologia de resfriamento pode reduzir a temperatura operacional dos módulos solares em 13-17 graus Celsius.Também melhora o desempenho dos componentes em cerca de 11%, o que significa que um painel resfriado fornecerá 152 Wh de potência ao longo do dia.Segundo a pesquisa, uma contraparte não resfriada.
Os cientistas descrevem o sistema de resfriamento no artigo “Improving the Efficiency of Solar PV Modules by Cooling an Underground Heat Exchanger”, publicado recentemente no Journal of Solar Energy Engineering.
“Com o investimento necessário, o sistema é ideal para instalações convencionais”, afirma Valiente Blanco.
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