Como apasionado de la energía sostenible, los sistemas fotovoltaico-térmicos (FPT) me parecen fascinantes porque ofrecen una forma inteligente de aprovechar mejor la energía del sol. Estos sistemas híbridos combinan lo mejor de las tecnologías fotovoltaica (FV) y térmica solar para producir electricidad y calor a partir de una única instalación. En este blog analizaremos qué son los sistemas FVT, cómo funcionan, sus componentes, las ventajas de la eficiencia y dónde están marcando ya la diferencia: desde tejados a zonas industriales. Las instalaciones solares tradicionales suelen pasar por alto el enorme potencial térmico de la luz solar, desperdiciando un calor valioso que podría aprovecharse. Ahí es donde sistemas térmicos fotovoltaicos para salvar la brecha y liberar la energía solar de espectro completo.
Para apreciar plenamente lo que ofrecen los sistemas fotovoltaicos, examinaremos más de cerca su estructura, el papel clave de las placas de refrigeración, cómo funcionan los sistemas de control entre bastidores y por qué esta tecnología está ganando terreno en hogares, empresas y otros sectores. Tanto si es usted propietario de una vivienda, ingeniero o entusiasta de la sostenibilidad, esta guía le proporcionará una base sólida sobre la innovación térmica fotovoltaica.
Imagine poder convertir cada rayo de sol en electricidad y agua caliente. Eso es exactamente lo que fotovoltaica térmica lo hace. Es una solución energética integrada que aprovecha al máximo la radiación solar, proporcionando más producción por metro cuadrado que los paneles fotovoltaicos tradicionales por sí solos.
Un sistema térmico fotovoltaico es una tecnología solar híbrida que genera electricidad y calor utilizable a partir de un único sistema.
Estos sistemas son cada vez más populares en los hogares que desean aprovechar al máximo el espacio de la azotea y, al mismo tiempo, reducir las facturas de los servicios públicos. En edificios comerciales y fábricas, ayudan a reducir los costes de electricidad y calefacción en un sistema elegante. El secreto está en combinar células fotovoltaicas con un absorbedor térmico -a menudo una placa de refrigeración- que captura y redirige el calor residual que de otro modo se perdería.
El término PVT puede sonar técnico, pero su significado es refrescantemente sencillo. Son las siglas de Photovoltaic-Thermal (fotovoltaico-térmico), una forma de describir los sistemas solares que suministran dos formas de energía en lugar de una sola. Es un inteligente paso adelante en la forma de concebir la tecnología solar.
PVT son las siglas de Photovoltaic-Thermal, que describen los sistemas que generan tanto energía eléctrica como térmica a partir de la luz solar.
En lugares con inviernos fríos y días soleados, los sistemas fotovoltaicos tienen mucho sentido. Mientras el sol alimenta las luces y los electrodomésticos, los mismos paneles pueden calentar el agua o el edificio. Esta doble acción aumenta la rentabilidad de la inversión, reduce la huella de carbono y contribuye a la transición de edificios enteros hacia un consumo energético neto nulo.
Cuando se trata de sistemas fotovoltaicos, no hay una talla única. Dependiendo de su ubicación, necesidades y presupuesto, hay diferentes configuraciones disponibles, cada una con ventajas únicas.
Existen dos tipos principales de sistemas FVT: los basados en aire y los basados en líquido, y cada uno de ellos puede dividirse a su vez en módulos acristalados o no acristalados.
Los sistemas basados en aire utilizan el flujo de aire para extraer el calor, por lo que son ideales para sistemas de ventilación o integrados en edificios. Los sistemas basados en líquido -especialmente los que utilizan placas de refrigeración líquida de aluminio- son más adecuados para agua caliente o calefacción hidrónica. Los paneles fotovoltaicos acristalados retienen más calor, pero pueden reducir ligeramente la producción fotovoltaica, mientras que las opciones no acristaladas son más sencillas y baratas, pero menos eficaces en climas fríos. Esta flexibilidad permite a los diseñadores optimizar tanto el rendimiento como la asequibilidad.
Al igual que su coche necesita un buen sistema de gestión del motor, una instalación fotovoltaica necesita un sistema de control térmico inteligente para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro. Estos controles entre bastidores garantizan que aproveches al máximo cada día soleado.
Se refiere al conjunto de tecnologías y algoritmos que gestionan la producción de energía, la circulación de fluidos y la temperatura del sistema en una instalación térmica fotovoltaica.
La evolución desde los sencillos paneles solares hasta los sistemas híbridos avanzados ha estado impulsada por un gran objetivo: sacar más partido del sol. Los sistemas fotovoltaicos tradicionales son excelentes generadores de electricidad, pero no aprovechan el calor producido durante el proceso. Con el tiempo, esta limitación se hizo demasiado grande para ignorarla, sobre todo en aplicaciones de alto consumo energético.
Un sistema fotovoltaico convierte la luz solar en electricidad mediante células fotovoltaicas basadas en semiconductores. Los sistemas térmicos fotovoltaicos evolucionaron a partir de este modelo añadiendo la recuperación de calor para maximizar el aprovechamiento solar.
Los sistemas fotovoltaicos estándar incluyen paneles solares, inversores y, a veces, baterías. Son estupendos para alimentar luces, electrodomésticos y aparatos electrónicos. Pero cada vez que brilla el sol, los paneles se calientan, a menudo a 60-80 °C, y esa energía se pierde. Los ingenieros vieron una oportunidad. Añadiendo un colector térmico y un sistema de refrigeración, convirtieron ese calor residual en energía utilizable.
Así nació la tecnología termosolar fotovoltaica: aprovechando los puntos fuertes de la fotovoltaica y resolviendo una de sus mayores deficiencias. Hoy en día, la tecnología fotovoltaica térmica se considera no sólo una mejora, sino el siguiente paso lógico en la evolución de la energía solar, ya que ofrece más rendimiento, un diseño más inteligente y aplicaciones más amplias.
Si alguna vez has tocado un panel solar en un día soleado, sabrás que se calientan, a veces demasiado. Ese calor reduce su eficiencia. Ahí es donde el placa de refrigeración no sólo evita el sobrecalentamiento, sino que reutiliza ese calor para algo útil.
La placa de refrigeración disipa el calor de los paneles solares y lo recupera como energía térmica utilizable, lo que aumenta la eficiencia eléctrica de las células fotovoltaicas.
A placa de refrigeración líquidaEl calor captado puede redirigirse a depósitos de agua, sistemas de calefacción por suelo radiante o incluso procesos de secado en fábricas. Ese calor capturado puede redirigirse a depósitos de agua, sistemas de calefacción por suelo radiante o incluso procesos de secado en fábricas. Es una de las mejoras más inteligentes en el diseño de sistemas térmicos fotovoltaicos: convertir un producto de desecho en un recurso valioso.
En XD THERMAL no fabricamos sistemas PVT completos, pero sí suministramos las placas de refrigeración que hacen que funcionen mejor. Integradores de sistemas de todo el mundo confían en nuestras soluciones de aluminio con refrigeración líquida.
La belleza de los sistemas térmicos fotovoltaicos (colectores solares PVT) reside en su versatilidad. Desde viviendas unifamiliares hasta invernaderos de alta tecnología, las aplicaciones son muy variadas.
Los sistemas PVT ahorran espacio, reducen los costes energéticos totales y funcionan bien en climas en los que se necesita tanto electricidad como calor.
En los edificios residenciales, alimentan los electrodomésticos al tiempo que suministran agua caliente. En agricultura, se utilizan para calentar invernaderos o secar productos. En los edificios comerciales, sirven de apoyo a los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado o al precalentamiento del agua industrial. Dondequiera que se necesite energía eléctrica y térmica, un sistema fotovoltaico ofrece una solución inteligente y sostenible.
Como todas las tecnologías, los sistemas PVT no son perfectos. Comprender sus limitaciones ayuda a diseñar sistemas mejores y más eficaces.
Los principales retos son el coste inicial más elevado, la complejidad del sistema y la escasa sensibilización de los principales mercados solares.
La instalación requiere conocimientos de electricidad y fontanería, y el sistema debe estar bien diseñado para evitar el sobrecalentamiento o el bajo rendimiento. Además, sin normas o incentivos adecuados, la adopción puede retrasarse en algunas regiones. A pesar de ello, el ahorro a largo plazo y el aumento de la eficiencia suelen compensar la inversión inicial.
El futuro parece prometedor para la fotovoltaica, sobre todo a medida que los gobiernos impulsan la descarbonización y un uso más inteligente de la energía en los edificios.
Los sistemas térmicos fotovoltaicos de nueva generación serán más ligeros, inteligentes e integrados en la arquitectura y las infraestructuras.
Ya estamos viendo tendencias en la fotovoltaica integrada en edificios (BIPVT), en la que las fachadas solares generan electricidad y recuperan calor. En el horizonte se vislumbran avances en controles térmicos basados en inteligencia artificial, nuevos materiales compuestos de refrigeración y absorbedores impresos en 3D. Con el aumento de los objetivos de energía neta cero y el diseño neutro en carbono, las tecnologías térmicas fotovoltaicas se convertirán en una herramienta esencial en el panorama de las energías limpias del mañana.
Sistemas térmicos fotovoltaicos son algo más que una simple mejora energética: son un cambio de mentalidad. Al aprovechar tanto la electricidad como el calor, los sistemas fotovoltaicos mejoran la sostenibilidad, reducen los costes energéticos y aprovechan mejor cada rayo de sol. Tanto si desea suministrar energía a su hogar como a su empresa o construir un futuro energéticamente inteligente, las soluciones térmicas fotovoltaicas son un gran paso adelante.
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