La Universitat de Lleida patenta un disipador de calor para reducir el daño a células fotovoltaicas

LLEIDA, ESPAÑA // La Universitat de Lleida ha desarrollado, caracterizado y patentado un disipador de altas densidades de flujos energéticos con geometría interna variable con el objetivo de cubrir una necesidad creciente del mercado. El uso de este sistema permite mejorar la uniformidad de temperatura del receptor fotovoltaico y reducir los posibles daños a las células fotovoltaicas.

El aumento constante de la eficiencia de las células fotovoltaicas que trabajan a altas concentraciones implica que el desarrollo de los sistemas solares de alta concentración sea una de las vías más prometedoras para la generación solar de electricidad.
No obstante, una de las problemáticas más importantes de estos sistemas son las altas densidades de flujo manejadas. Un elevado porcentaje de la energía solar incidente en el receptor se transforma en calor.

Como consecuencia, por una parte es necesario realizar un enfriamiento activo para rebajar la temperatura de las células fotovoltaicas a niveles que garanticen su funcionamiento correcto. Por otra parte, es necesario mejorar la uniformidad de temperatura del receptor fotovoltaico ya que este parámetro afecta también a las prestaciones eléctricas de estos sistemas y reduce su fiabilidad.

Reducción de la problemática

Los disipadores de calor actuales logran alcanzar el primer objetivo pero no ofrecen soluciones para el segundo. Por ejemplo, los microcanales sólo pueden reducir, en la dirección del flujo del fluido, el incremento de la temperatura de la matriz densa de células aumentando el flujo de fluido refrigerante (hecho que implica el aumento de la potencia de la bomba de circulación del circuito de refrigeración), pero nunca puede llegar a eliminar este gradiente de temperatura.

Esto implica que, en las investigaciones relacionadas con el enfriamiento de las matrices densas de células de alta concentración, se intente hacer coincidir el coeficiente de dilatación térmica del “packaging” al de los materiales semiconductores de las células fotovoltaicas para limitar los esfuerzos mecánicos en el receptor.

El disipador híbrido propuesto permite minimizar esta problemática de los esfuerzos mecánicos causados por las dilataciones térmicas al tener la capacidad de mejorar la uniformidad de temperatura de las células fotovoltaicas (o incluso de adaptar el perfil de temperatura a las necesidades específicas de la aplicación). Esta particularidad conlleva a un aumento de la fiabilidad del generador fotovoltaico de alta concentración.

Más información en: jerome@macs.udl.cat