Un equipo de investigadores de la Universidad Artvin Çoruh, ubicada en Turquía, ha realizado un avance significativo en el campo de la refrigeración de paneles fotovoltaicos. A través del uso de la tecnología de electrospray, este equipo ha descubierto los parámetros óptimos que permiten mejorar la eficiencia térmica de los paneles solares, un avance crucial que podría transformar la forma en que se enfrían estos dispositivos en el futuro. La técnica emplea alta tensión para convertir un líquido en finas gotas cargadas que eliminan eficazmente el calor de la superficie del panel, lo que resulta en un menor consumo de agua, comparado con las soluciones tradicionales. Según el autor principal del estudio, Fatin Sönmez, este enfoque implica un uso de refrigerante que es hasta 100 veces menor que el requerido por la refrigeración por pulverización convencional.
Sönmez también destacó otras ventajas significativas de la tecnología electrospray, como su bajo consumo energético y su diseño simplificado, que no requiere sistemas de bombas mecánicas o circuitos de refrigeración complejos. Esto convierte al sistema en una alternativa compacta y eficiente desde el punto de vista energético. No obstante, el investigador advirtió que la dependencia de una fuente de alta tensión complica la instalación inicial y plantea retos en términos de seguridad, lo que podría influir negativamente en los costos de implementación. Estos hallazgos son parte de un estudio más amplio que podría sentar las bases para aplicaciones futuras en la refrigeración de paneles solares a gran escala.
El estudio se fundamentó en la aplicación del método de superficie de respuesta (RSM), que permite realizar un número controlado de experimentos para generar un modelo matemático que abarca todas las variables involucradas en el proceso de refrigeración. En esta investigación, las condiciones se simularon en un entorno de laboratorio, utilizando una fuente de luz halógena de 500W, posicionada a 350 mm del panel fotovoltaico. Las variables analizadas incluyeron la intensidad de la radiación, el caudal del fluido refrigerante, la tensión eléctrica y la distancia entre la boquilla y el panel, permitiendo a los investigadores identificar el esquema óptimo de funcionamiento.
Los resultados de la investigación fueron alentadores, revelando que una irradiancia de 1.000 W/m², un caudal de refrigerante de 94.34 ml/h, una tensión de 17 kV y una distancia de 5.5 cm entre la boquilla y el panel fotovoltaico maximizaban la potencia de salida a 657,18 W. Pruebas de validación subsecuentes también confirmaron la efectividad del enfoque, mostrando potencias de 665,42 W y 672,89 W en diferentes ensayos. Sin embargo, Sönmez señaló que ciertos factores, como la distancia y el caudal del refrigerante, presentaron un comportamiento de saturación, lo que resalta la complejidad del sistema y la necesidad de un análisis meticuloso para optimizar el rendimiento.
Finalmente, el equipo de investigación tiene planes de continuar este estudio, extendiendo la evaluación de la refrigeración por electrospray a paneles de mayor tamaño en condiciones de operación reales al aire libre. La evolución de este tipo de tecnologías es fundamental, ya que podrían mejorar significativamente el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos, especialmente en lugares con alta irradiación solar. Sönmez concluyó esperando que estos esfuerzos lleven a una adopción más generalizada de nuevas técnicas de refrigeración en la industria solar, impulsando así la eficiencia y sostenibilidad en la generación de energía mediante paneles solares.
