Diseño y caracterización de un concentrador térmico-fotovoltaico cuasiestacionario para la integración arquitectónica

Abstract

En la presente tesis se desarrolla un generador solar de concentración, diseñado<br/>con el enfoque de la integración arquitectónica.<br/>Los sistemas fotovoltaicos de concentración implican que sobre las células<br/>solares se están recibiendo unas altas densidades de flujo radiativo. Estas altas<br/>densidades suponen un calentamiento excesivo del sistema que provoca en términos<br/>generales un deterioro en los materiales y una menor eficiencia de las células. Este<br/>hecho hace necesario que los sistemas de concentración requieran de un sistema de<br/>refrigeración de las células fotovoltaicas.<br/>El sistema de refrigeración propuesto es un sistema activo de circulación de un<br/>fluido térmico, que cumple una doble función. En primer lugar enfría el módulo<br/>fotovoltaico, con lo que las células trabajan a una mayor eficiencia. En segundo lugar,<br/>este fluido que extrae una determinada cantidad de calor de las células, en torno a un<br/>65% de la radiación que incide en el sistema, se calienta. Aprovechando este calor el<br/>sistema es a su vez un colector térmico.<br/>El sistema óptico diseñado se fundamenta en mantener un elemento exterior<br/>(visible) estático, constituido por una lente de Fresnel cilíndrica. Las funciones de<br/>seguimiento las realiza un elemento óptico secundario de elevada aceptancia (CPC). De<br/>esta forma el sistema se puede acoplar de modularmente en diferentes emplazamientos y<br/>configuraciones de edificios, con un impacto visual similar al de un muro cortina de<br/>vidrio con cierta translucidez.<br/>Para el desarrollo del nuevo colector se han realizado análisis experimentales y<br/>de simulación desde los aspectos térmicos y ópticos, así como un tratamiento global del<br/>sistema mediante un balance de energético del mismo.