​España: Mejora de la eficiencia energética de los paneles solares a través de la refrigeración geotérmica

Un equipo de investigación de la Universidad de Alcalá (UAH) en España ha desarrollado un prototipo de panel solar con refrigeración geotérmica integrada conectándolo a un pozo poco profundo. Con este prototipo, el equipo observó un aumento del 14 por ciento en la eficiencia energética, un paso importante en la tecnología solar fotovoltaica.

Ignacio Valiente, del equipo de investigación de Tecnologías Mecánicas, Eléctricas y Térmicas, lidera un grupo que trabaja en el proyecto "Mejora sostenible de la eficiencia energética de paneles solares mediante sistemas modulares de refrigeración geotérmica". El proyecto está siendo financiado por la Comunidad de Madrid después de reunir a jóvenes investigadores en 2019. Esta investigación también se considera la mejor entrada para la conferencia de 2022 sobre energías renovables e ingeniería ambiental.

El equipo de investigación se centró en la energía solar fotovoltaica porque es la fuente de energía renovable más barata. A pesar del bajo costo, la baja eficiencia energética de los paneles solares sigue siendo una limitación importante. La eficiencia energética de los paneles solares normalmente no supera el 20 por ciento en función de la energía que reciben y la electricidad que producen, y la mayor parte de la energía residual se convierte en calor.

Reconociendo que la temperatura subterránea es estable en torno a los 15 grados centígrados, el equipo de investigación propuso un sistema de refrigeración que conecta el depósito geotérmico poco profundo con los paneles y construyó un prototipo. El prototipo es un panel solar con un intercambiador de calor integrado en su parte trasera, que está conectado a otro intercambiador de calor ubicado a 15 metros bajo tierra, haciendo circular refrigerante a través del sistema por medio de una pequeña bomba.

El equipo de investigación comparó el panel solar prototipo con un panel estándar. Observaron que con este sistema la temperatura de los paneles solares se redujo en 20 grados centígrados y la eficiencia energética neta del sistema aumentó en un 14 por ciento. La temperatura del depósito subterráneo se mantuvo relativamente constante debido al mínimo calor proveniente de los paneles.

El equipo de investigación también ha recibido interés en la tecnología por parte de varias empresas, pero dicen que se necesita más investigación antes de que se puedan reducir los costos de fabricación, operación y mantenimiento de la tecnología.