Normalmente, cuando piensas en paneles solares, te imaginas energía solar fotovoltaica (PV): paneles que se instalan encima del techo o en un espacio abierto y convierten la luz solar en electricidad. Sin embargo, los paneles solares también pueden ser térmicos, lo que significa que convierten la luz solar en calor en lugar de electricidad. Los paneles solares termodinámicos son un tipo de panel solar térmico, también llamado colector, que se diferencia radicalmente de los paneles térmicos tradicionales; En lugar de requerir luz solar directa, los paneles solares termodinámicos también pueden generar energía a partir del calor del aire.
Conclusiones clave
Los paneles solares termodinámicos pueden servir como colectores y evaporadores en bombas de calor asistidas por energía solar (SAHP) de expansión directa.
Absorben el calor tanto de la luz solar como del aire ambiente y, por lo general, no necesitan luz solar directa, aunque es posible que no funcionen tan bien en climas más fríos.
Se requieren más pruebas para evaluar qué tan bien funcionan los paneles solares termodinámicos en climas más fríos
Si bien los paneles solares termodinámicos son los más populares en Europa, algunos están empezando a llegar al mercado en Estados Unidos.
¿Cómo funciona una bomba de calor asistida por energía solar?
Los SAHP utilizan energía térmica del sol y bombas de calor para producir calor. Si bien puede configurar estos sistemas de muchas maneras diferentes, siempre incluyen cinco componentes principales: colectores, un evaporador, un compresor, una válvula de expansión térmica y un tanque de intercambio de calor de almacenamiento.
¿Qué son los paneles solares termodinámicos? ¿Cómo trabajan?
Los paneles solares termodinámicos son componentes de algunas bombas de calor asistidas por energía solar (SAHP) de expansión directa, donde sirven como colectores y calientan el refrigerante frío. En los SAHP de expansión directa, también sirven como evaporador: cuando el refrigerante circula directamente a través de un panel solar termodinámico y absorbe calor, se vaporiza, pasando de líquido a gas. Luego, el gas viaja a través de un compresor donde se presuriza y, finalmente, a un tanque de intercambio de calor de almacenamiento, donde calienta el agua.
A diferencia de los fotovoltaicos o los paneles solares térmicos tradicionales, los paneles solares termodinámicos no necesitan colocarse a plena luz del sol. Absorben el calor de la luz solar directa, pero también pueden extraer calor del aire ambiente. Por lo tanto, si bien los paneles solares termodinámicos se consideran técnicamente paneles solares, en algunos aspectos son más similares a las bombas de calor de fuente de aire. Los paneles solares termodinámicos se pueden montar en techos o paredes, a pleno sol o en completa sombra; la advertencia aquí es que si vive en un clima frío, probablemente funcionarán de manera más eficiente a plena luz del sol porque la temperatura del aire ambiente puede no ser cálida. suficiente para satisfacer sus necesidades de calefacción.
¿Qué pasa con el agua caliente solar?
Los sistemas solares de agua caliente utilizan colectores tradicionales, que pueden calentar un refrigerante, como paneles solares termodinámicos, o agua directamente. Estos colectores requieren plena luz solar y el refrigerante o el agua pueden moverse a través del sistema de forma pasiva mediante gravedad o activamente mediante una bomba controladora. Los SAHP son más eficientes porque incluyen un compresor, que presuriza y concentra el calor en el refrigerante gaseoso, y porque incluyen una válvula de intercambio térmico, que regula la velocidad a la que el refrigerante fluye a través del evaporador, que puede ser un panel solar termodinámico. –para maximizar la producción de energía.
¿Qué tan bien funcionan los paneles solares termodinámicos?
A diferencia de los sistemas solares de agua caliente, los paneles solares termodinámicos son todavía una tecnología en desarrollo y no están tan bien probados. En 2014, un laboratorio independiente, Narec Distributed Energy, realizó pruebas en Blyth, Reino Unido, para determinar la eficiencia de los paneles solares termodinámicos. Blyth tiene un clima bastante templado con fuertes lluvias y las pruebas se realizaron de enero a julio.
Los resultados mostraron que el coeficiente de rendimiento, o COP, del sistema termodinámico SAHP fue de 2,2 (si se tiene en cuenta el calor perdido del tanque de intercambio de calor). Las bombas de calor suelen considerarse muy eficientes cuando alcanzan COP superiores a 3,0. Sin embargo, si bien este estudio demostró que, en 2014, los paneles solares termodinámicos no eran muy eficientes en un clima templado, pueden funcionar de manera más eficiente en climas más cálidos. Además, a medida que la tecnología ha seguido avanzando, los paneles solares termodinámicos probablemente necesiten un nuevo estudio de prueba independiente.
Cómo evaluar la eficiencia de las bombas de calor asistidas por energía solar
Antes de elegir un SAHP, debe comparar el coeficiente de rendimiento (COP) de varios sistemas. COP es una medida de la eficiencia de la bomba de calor basada en la relación entre el calor útil producido en comparación con su entrada de energía. COP más altos equivalen a SAHP más eficientes y menores costos operativos. Si bien el COP más alto que puede alcanzar cualquier bomba de calor es 4,5, las bombas de calor con COP superiores a 3,0 se consideran altamente eficientes.
Hora de publicación: 19-jul-2022