Los clientes nos dicen que sus cadenas fotovoltaicas convencionales se atascan con el calor del mediodía; los paneles PVT refrigerados por líquido mantienen las células cerca de los 40 °C y convierten ese exceso de calor en agua caliente a 60-80 °C. Para tejados con poco espacio o proyectos de rápida amortización -especialmente con placas personalizadas de XD THERMAL- la mejora es un claro triunfo.
En este artículo, te explicaré qué son estas placas de refrigeración, cómo funcionan, sus especificaciones técnicas, las ventajas que ofrecen, sus aplicaciones en el mundo real e incluso los retos y tendencias de futuro a los que debemos prestar atención, todo ello con un estilo claro y cercano. ¡Entremos en materia!
Entonces, ¿qué son exactamente esas placas de refrigeración PVT que tanto menciono? En términos sencillos, son componentes especializados diseñados para mejorar el rendimiento de un panel solar abordando su mayor ineficiencia: el calor residual. Para ponerlo en perspectiva, un panel fotovoltaico (FV) típico sólo convierte en electricidad unas 15-20% de luz solar, mientras que aproximadamente 65-70% de la energía solar se convierte en calor que sólo calienta el panel. Es una enorme cantidad de energía potencial que los paneles tradicionales no aprovechan. Añadiendo una placa de refrigeración y circulación de líquido, un panel fotovoltaico se convierte en un colector fotovoltaico/t refrigerado por líquido, lo que significa que puede producir energía térmica útil junto con electricidad en lugar de desperdiciar ese calor.
Cómo se construyen:
Estas placas suelen estar fabricadas con materiales altamente conductores, como el aluminio o el cobre (materiales muy apreciados por evacuar rápidamente el calor). Se acoplan perfectamente a la parte posterior de un módulo fotovoltaico o, a veces, se integran directamente durante la fabricación. En el interior de la placa hay una red de canales o tubos por los que circula un fluido, a menudo agua o una mezcla de agua y glicol. A medida que el fluido circula, absorbe calor del panel. El resultado es un panel híbrido que ahora produce dos formas de energía: energía eléctrica procedente de las células fotovoltaicas y energía térmica transportada por el líquido calentado.
Características principales:
● Materiales - Metales de alta conductividad térmica (normalmente aluminio o cobre) para garantizar una transferencia de calor eficiente.
● Diseño - Canales o tubos incorporados para la circulación de líquidos, adaptados al tamaño y la forma del panel.
● Finalidad - Mantener las temperaturas de las células fotovoltaicas más bajas (para mejorar la eficiencia eléctrica) a la vez que se captura el calor para un uso práctico (como calentar agua o aire).
En resumen, una placa de refrigeración PVT convierte un panel solar normal en una unidad multitarea que suministra tanto electricidad como calor utilizable.
Cada grado por encima de 25 °C roba a las células de silicio aproximadamente 0,4 % de su rendimiento, y en las regiones cálidas los paneles superan habitualmente los 70 °C. Si no se controla, ese calor reduce drásticamente el rendimiento anual y envejece los laminados más rápido de lo que suponen los modelos financieros. Si no se controla, el calor reduce el rendimiento anual y envejece los laminados más rápido de lo que suponen los modelos financieros.
La refrigeración activa de un colector FV/T con agua o nanofluido recupera entre 8 y 15 % de electricidad y capta hasta 70 % de energía solar incidente como calor aprovechable.
En una prueba realizada en 2025 en Arabia Saudí, los módulos descubiertos alcanzaron los 78 °C, lo que redujo la eficiencia eléctrica en 12 %. La adaptación de un circuito de agua redujo la temperatura superficial a 43 °C y aumentó la energía total del sistema en 68 %. Un proyecto piloto con un nanofluido de grafeno en la India aumentó la eficiencia eléctrica en 11 % y la térmica en 67 %. La refrigeración también reduce a la mitad la tensión de los "puntos calientes", lo que prolonga la vida útil de los módulos varios años.
Ahora que sabemos por qué el calor es el enemigo, vamos a centrarnos en el hardware que lo vence: una fina placa metálica de alta conductividad, grabada o fresada con canales de flujo y unida firmemente detrás de las células.
A medida que el refrigerante barre a través de serpentinas o microcanales, la placa térmica fotovoltaica refrigerada por agua extrae calor hacia el líquido a una velocidad entre 15 y 20 veces superior a la de la convección natural del aire, lo que mantiene frío el panel al tiempo que proporciona 60-80 °C de fluido de salida.
A medida que las células solares generan electricidad, también producen calor: cada grado de aumento de temperatura puede reducir la eficiencia en 0,2-0,5%. La placa de refrigeración absorbe este exceso de calor a través de un líquido circulante (agua, mezcla de glicol u otros refrigerantes), actuando como un intercambiador de calor FV/T. El fluido calentado circula por un circuito cerrado, transfiriendo el calor a un tanque de almacenamiento. A continuación, el fluido calentado circula por un circuito cerrado, transfiriendo calor a un depósito de almacenamiento, al sistema de calefacción del edificio o incluso a una enfriadora por absorción.
Las placas de refrigeración se adhieren a los módulos fotovoltaicos mediante adhesivo térmico o se incorporan como unidades integradas. Un sistema de circuito cerrado con bomba garantiza la circulación continua, una pérdida mínima de fluido y una transferencia de calor eficaz. Los caudales se controlan cuidadosamente para equilibrar la captación de calor y la caída de presión.
Manteniendo las células más frías, la eficiencia eléctrica puede alcanzar hasta ~17,8%, especialmente en climas cálidos. Por su parte, la eficiencia térmica oscila entre 70-76%, lo que a menudo convierte el calor en la principal fuente de energía. Esta doble producción de electricidad y calor aprovechable maximiza el rendimiento energético de la misma superficie, ideal para tejados o instalaciones compactas.
Piense en el plato como un placa fría de microcanal para solar. El cobre ofrece una conductividad de 390 W m-¹ K-¹, pero cuesta más; los 205 W m-¹ K-¹ del aluminio siguen superando al acero inoxidable con un tercio de la masa. La topología de los canales es importante: lámina y tubo (HTC ≈ 3 kW m-² K-¹), serpentina (≈ 5 kW m-² K-¹) y microcanal (≈ 10 kW m-² K-¹). Un estudio reciente de CFD demostró que un disipador de calor de microcanal de doble capa mantiene las células fotovoltaicas por debajo de 42 °C a una irradiancia de 1000 W m-² mientras bombea sólo 0,1 bar (Naturaleza). Por lo tanto, la chapa cumple una doble función: es a la vez una chapa trasera estructural y una chapa en el panel. Placa intercambiadora de calor PV/T.
Diseñar un colector FV/T refrigerado por líquido de alto rendimiento significa hacer malabarismos con el metal de la placa, la geometría del canal y la química del refrigerante.
Las placas de aluminio con microcanales de 0,8 mm, alimentadas con nanofluido de grafeno-agua a 0,2 wt %, ofrecieron un coeficiente de transferencia de calor 20 % superior al del agua simple en 2025 pruebas de banco.
Las capas de material de cambio de fase (PCM) soldadas bajo la placa aplanan los picos de temperatura y elevan la eficiencia combinada a 82-85 % en prototipos europeos de 2024.(ScienceDirect). El módulo comercial SPRING4 de DualSun combina una placa de aluminio y un circuito de agua, y ofrece entre seis y ocho veces la energía total de un panel fotovoltaico del mismo tamaño.
En las auditorías de los proyectos de nuestros clientes, la rentabilidad híbrida se muestra en tres columnas: rendimiento energético, ahorro térmico y eficiencia del espacio del tejado.
Los datos de campo indican entre 8 y 12 % más de electricidad, 900-950 W th por panel, y un coste nivelado de recortes energéticos de entre 8 y 12 % frente a la fotovoltaica autónoma más la térmica plana.
✅ Electricidad: Las células más frías mantienen una eficiencia cercana a la STC durante los picos de sol, añadiendo 70-100 kWh kWp-¹ yr-¹ en climas cálidos.
Calor: El tejado de un hotel de 40 paneles en España calienta ahora 2 000 L de agua caliente sanitaria al día¹ a 60 °C, reduciendo el consumo de gas en 32 %.
✅ Huella: Un panel híbrido libera superficie de tejado que, de otro modo, se dividiría entre equipos fotovoltaicos y térmicos, algo fundamental en instalaciones móviles o de gran altura.
Carbono: Un proyecto piloto finlandés de energía urbana registró 35 t de CO₂-e evitadas en 25 años al cambiar las calderas de gas por suministro térmico fotovoltaico refrigerado por agua.
He visto instalaciones híbridas que prosperan en lecherías y centros de datos, en cualquier lugar donde la producción simultánea de calor y electricidad tenga sentido. Al combinar la generación de electricidad con la producción térmica en un sistema compacto, los paneles fotovoltaicos refrigerados por líquido maximizan el aprovechamiento de la cubierta, aumentan la eficiencia fotovoltaica en 8-12% en climas cálidos y reducen el consumo de agua mediante diseños de circuito cerrado. Construidos con materiales reciclables, se ajustan perfectamente a los objetivos de sostenibilidad, al tiempo que ofrecen un rendimiento fiable en diversos climas.
Las azoteas comerciales, las instalaciones industriales de calor de proceso, las piscinas y las granjas agrivoltaicas encabezan la lista de adoptantes, con plazos de amortización de 3 a 7 años.
● Industrial: Una lechería chilena sustituyó los pasteurizadores de GLP por un campo de 500 m² refrigerado por líquido, con lo que ahorró 34 000 euros anuales.
● Hospitalidad: Los complejos turísticos de las islas griegas combinan paneles fotovoltaicos refrigerados por líquido con bombas de calor, cubriendo 80 % de carga de agua caliente y reduciendo el consumo de la red al mediodía.
● Agrivoltaics: Los paneles más fríos reducen la temperatura en la parte inferior, lo que mejora el rendimiento de los cultivos, mientras que el riego aprovecha el agua precalentada.
● IT: Un centro de colocación de Tokio acopla lazos fotovoltaicos en el tejado a bastidores intercambiadores en la puerta trasera, ahorrando energía 6 %.
Los bucles de líquido mueven entre 50 y 60 veces más calor por unidad de volumen que el aire forzado y liberan energía térmica que se puede monetizar; las aletas pasivas no.
Los coeficientes de convección del aire tienen un tope de ~50 W m-² K-¹; el agua en microcanales alcanza los 10 000 W m-² K-¹. Por eso, los complementos refrigerados por aire rara vez reducen la temperatura del panel por debajo de +15 °C bajo un sol intenso. Mientras tanto, la refrigeración por líquido bombeado añade < 1 % de carga parásita y transforma el calor residual en flujos de ingresos, algo imposible con equipos de sólo ventilador. Aun así, una solución de aire puede ser adecuada para cabinas aisladas en las que la fontanería no es práctica.
Ninguna tecnología es a prueba de balas; estos son los fallos que yo detecto en las revisiones de ingeniería de los propietarios.
Las incrustaciones, las fugas, el envejecimiento del glicol y una distribución del caudal que no sea óptima pueden erosionar los beneficios, pero la supervisión inteligente mantiene bajos los gastos operativos.
Las incrustaciones añaden 0,1 K W-¹ m² después de dos años en regiones de aguas duras; los desionizadores en línea y los filtros de 5 µm reducen a la mitad la deposición. Las mezclas de etilenglicol protegen contra la congelación pero reducen el calor específico 15 %. La energía de bombeo con una caída de 0,1 bar equivale a 0,5 % del rendimiento fotovoltaico anual. Los gemelos digitales alimentados por sensores detectan la suciedad antes de que la eficiencia caiga por debajo de 95 % (ScienceDirect).
Incluso el sistema híbrido más eficiente tiene sus puntos débiles. Si no se controlan, los pequeños descuidos en el diseño o un mantenimiento deficiente pueden ir mermando el rendimiento.
Las incrustaciones, las fugas, el envejecimiento del refrigerante y el flujo irregular son los principales culpables de la reducción de la eficiencia a largo plazo, pero la supervisión proactiva y la sustitución oportuna de los fluidos pueden mantener los sistemas funcionando a un rendimiento superior a 95%.
Las incrustaciones de agua dura por sí solas pueden añadir 0,1 K W-¹ m² al cabo de dos años, especialmente en regiones sin pretratamiento. La instalación de desionizadores en línea y filtros de 5 µm puede reducir a la mitad esta acumulación. Las fugas y las caídas de presión también son importantes: cada 0,1 bar perdido por las bombas equivale aproximadamente a 0,5% de la producción fotovoltaica anual.
El refrigerante en sí no es un elemento que se pueda "instalar y olvidar". El agua desionizada dura entre 3 y 5 años, mientras que los sistemas basados en glicol o nanofluidos deben comprobarse y rellenarse cada 24 meses. Un estudio de 62 instalaciones comerciales reveló que la conductividad del refrigerante superaba los 30 µS/cm al cabo de cuatro años, lo que reducía el rendimiento térmico en 2%, pero el lavado restablecía el rendimiento en 98%. Los sistemas avanzados utilizan ahora gemelos digitales para detectar la suciedad antes de que reduzca el rendimiento.
En resumen, un sistema PVT bien diseñado necesita un mantenimiento inteligente. Si se ignora el circuito de líquido, el ahorro de energía se esfumará silenciosamente.
a cartera de I+D rebosa de ajustes que prometen elevar la eficiencia combinada por encima de 85 % para 2030.
Las placas de celosía de fabricación aditiva, los ionanofluidos de grafeno y los híbridos acoplados a PCM encabezan las revistas de 2024-25, lo que eleva aún más los rendimientos totales.
Los pioneros de los nanofluidos informan de 22 aumentos de HTC de % con nanoplaquetas de grafeno de 0,3 vol de %. Placas con PCM en Malasia mantuvieron el agua de salida 12 °C más fría durante los picos de nubes (ScienceDirect). Los proyectos Horizonte de la UE contemplan láminas de grafeno de aluminio enrolladas a 12 m-², mientras que los canales optimizados con inteligencia artificial reducen la caída de presión 18 %. Los fluidos estables a altas temperaturas pronto podrían elevar las temperaturas de salida por encima de 100 °C para el vapor industrial ligero.
Las placas de refrigeración líquida PVT cambian las reglas del juego de los sistemas de energía solar. Nos permiten aumentar la producción eléctrica de los paneles fotovoltaicos manteniéndolos fríos, al tiempo que capturan una tonelada de energía térmica que de otro modo se desperdiciaría. Para los fabricantes, ingenieros y promotores de proyectos sostenibles, esto significa una oportunidad de ofrecer soluciones solares más eficientes y versátiles que exprimen mucho más valor de cada panel instalado.
Hemos repasado cómo funcionan estas placas, sus ventajas e incluso sus retos. La conclusión es que, adoptando la tecnología híbrida FV/T, una instalación solar puede proporcionar dos formas de energía a partir de la misma huella, mejorando el retorno de la inversión global del sistema y la sostenibilidad. A medida que la investigación en curso reduzca los costes y aumente el rendimiento, preveo que los sistemas PVT desempeñarán un papel cada vez más importante en el panorama de las energías renovables.
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