Un equipo internacional de investigación evaluó experimentalmente cinco prototipos de tubos de calor planos diseñados para refrigerar módulos fotovoltaicos. Los dispositivos distribuyen el calor por la parte posterior de un módulo y lo transfieren a una unidad compacta de refrigeración por agua, con el objetivo de reducir las diferencias de temperatura y los puntos calientes.

Cada prototipo medía 1.650 mm por 1.000 mm y estaba compuesto por placas de acero inoxidable que encerraban una cavidad poco profunda llena de agua destilada. Los diseños diferían en la malla interna y las estructuras de soporte, el grosor de las placas y el volumen de agua. Los investigadores los probaron frente a configuraciones sin tubos de calor, utilizando almohadillas calefactoras para simular temperaturas desiguales en los módulos.

Las pruebas abarcaron convección natural en dos ángulos y refrigeración localizada por agua, con temperaturas de las almohadillas calefactoras de entre 50 °C y 100 °C. Se utilizaron sensores e imágenes infrarrojas para evaluar la transferencia de calor y la uniformidad de la temperatura. Según el diseño y la temperatura de prueba, las temperaturas máximas de la superficie disminuyeron aproximadamente entre 8 °C y 32 °C. En las condiciones estudiadas, las diferencias de rendimiento térmico entre los cinco prototipos fueron pequeñas.

A continuación, el equipo incorporó las reducciones de temperatura medidas a un modelo fotovoltaico simplificado basado en datos meteorológicos de Riad, Arabia Saudita. El análisis estimó que la refrigeración activa por agua podría aumentar la generación anual de electricidad entre un 2,2 % y un 3,6 %. Los investigadores también estimaron un beneficio teórico máximo de hasta el 4,5 % gracias a la capacidad de los tubos de calor para uniformizar la temperatura de los módulos.

El estudio, titulado «Evaluación experimental de tubos de calor planos con integración de refrigeración activa para mitigar los puntos calientes térmicos en sistemas fotovoltaicos», se publicó en Renewable Energy. Entre sus colaboradores se encontraban investigadores de la Universidad Tecnológica de Lappeenranta-Lahti, en Finlandia; de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Núremberg, en Alemania; y de Samirock, en Arabia Saudita.

Fuentes: pv magazine.