Un nuevo modelo que demuestra cómo los paneles solares podrían aprovechar de manera más efectiva tanto la energía eléctrica como la térmica al abordar el problema de los puntos calientes en las células solares se ha desarrollado como parte de un estudio internacional en el que participa la Universidad Kingston de Londres.

La energía solar forma una parte clave de la hoja de ruta de energía renovable del Reino Unido, siguiendo los compromisos recientes sobre la reducción de las emisiones globales para abordar el cambio climático. El gobierno tiene como objetivo alcanzar el cero neto para 2050, con nuevas tecnologías híbridas que hacen que la energía solar sea cada vez más comercialmente viable.

Junto con los sistemas de paneles solares fotovoltaicos que convierten la luz solar directamente en electricidad, el calor residual también se puede recolectar como energía térmica a través de estos sistemas híbridos para su uso en aplicaciones de agua caliente o para alimentar sistemas de refrigeración como el aire acondicionado. Esto podría desempeñar un papel importante en la reducción de las emisiones, especialmente en los países cálidos.

En un nuevo artículo publicado en el Journal of Energy Conversion and Management , investigadores de la Universidad de Kingston, la Universidad de Exeter, el Instituto Indio de Tecnología de Madrás y la Academia de Investigación Científica e Innovadora de la India, modelaron la eficacia de un sistema térmico fotovoltaico híbrido que utiliza un espejo adicional para mejorar el rendimiento.

Para crear temperaturas lo suficientemente altas para ser útiles en los sistemas térmicos fotovoltaicos, la luz solar debe concentrarse o enfocarse mediante concentradores parabólicos compuestos:espejos curvos con forma de parabólico colocados a ambos lados de los paneles solares. Sin embargo, la cantidad de luz solar que llega a los paneles puede variar, lo que crea puntos de acceso que afectan significativamente la producción general y pueden causar fallas en las células solares.

En el nuevo estudio, los investigadores modelaron el rendimiento de un sistema de este tipo que utiliza un espejo vertical adicional como homogeneizador para distribuir la luz solar concentrada de manera más uniforme entre las células. El modelo demostró cómo esta adición mejoró la producción eléctrica, mostrando un aumento del 12 % en comparación con el concentrador parabólico compuesto estándar, y con un rendimiento térmico que también aumentó entre uno y dos por ciento.

Los hallazgos prometedores brindaron una idea de cómo los sistemas híbridos podrían ayudar a que los paneles solares sean más rentables y comercialmente viables para una variedad de usos en el futuro, dijo el Dr. Hasan Baig, experto en energía renovable de la Universidad de Kingston.

"El objetivo de estos sistemas es obtener energía térmica de alto grado, que se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones de agua caliente y sistemas de refrigeración, junto con una alta producción eléctrica que puede alimentar máquinas o ir directamente a los hogares. El desafío, al optimizar un sistema para aprovechar ambos tipos de energía, normalmente solo se obtiene energía térmica de bajo grado que no alcanza las temperaturas requeridas", dijo.

El Dr. Baig dijo que el modelo del equipo de investigación había predicho con precisión el rendimiento mejorado que podría lograrse mediante una distribución más uniforme de la luz solar concentrada que golpea los paneles con un espejo homogeneizador. Los modelos anteriores habían usado cálculos basados ​​en la radiación promedio, que no habían considerado el impacto indirecto que los puntos calientes tenían en la producción general, explicó.

"Si somos capaces de extraer más energía de los sistemas solares, además de reducir el espacio necesario en los techos para los paneles, podría tener un impacto real en la reducción de las emisiones de los hogares mediante el uso de fuentes de energía limpia, tanto en el Reino Unido como en Estados Unidos". en países como India, donde las unidades de aire acondicionado y refrigeración tienen una gran demanda", agregó.