Tema: Rendimiento temperatura modulos solares - refrigeracion liquida

Buenos dias... pues sigo un poco con este tema... ojeando por ahi he encontrado una web que expone todos los principios cientificos de lo que voy a montar para la placa y como va a funcionar todo con coste operativo "cero".

Me ha parecido muy interesante, asi que podeis echar un ojo al funcionamiento de las convecciones.

FisicaNet - Física. Intensidad de calor y cantidad de calor

Por otro lado, os dejo un dibujito y una pequeña explicación de lo que va a ser el proyecto con un par de consultas, por si alguien se anima a dar su opinion u otro punto de vista.

http://img268.imageshack.us/img268/2019/esquemaniky.jpg



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Y la explicacion:

"Tenemos el modulo solar normal. Y entonces quiero pegarle una plancha de aluminio por detras, para que le coja el calor al modulo (pasta termica power)... que no es poco, con sol rondara entre los 50 y 60º... mañana o pasado creo que llega mi termometro de infrarrojos para poder medirlo, jejeje.

Bueno, una vez que tenemos el calor en la plancha de aluminio, entonces hay que pasarlo al agua... mi idea es cojer un recipiente, tipo molde metalico y pegarlo con soldadura en frio a la plancha de aluminio que ira detras de la placa, asi tendre una "bolsa de agua" tocando el aluminio que le robara todo el calor a su vez.

Una vez tengamos el recipiente lleno de agua, a medida que coje calor, éste sube y el frio baja, mediante conveccion natural, asi que tengo intencion de conectar un deposito más grande y en posicion más alta, y respetar la verticalidad de la salida del agua caliente hasta la zona media del deposito grande, para que entre el agua caliente por ahi, y a su vez, darle un tubo desde la parte inferior a la parte inferior del deposito del panel, para que suministre el agua más fria posible del acumulador.

Asi que si partimos de una temperatura ambiente X, a medida que el panel vaya calentando el agua producira un diferencial de temperatura, que cuando llegue a 4 o 5º respecto al deposito grande, el agua caliente tirara para arriba por el tubo y empezara la circulación automatica del agua.... al tomar el agua más fria posible del acumulador grande, por la parte inferior del panel estara entrando el agua fria con mayor diferencial de temperatura posible, y asi seguira "dando vueltas" el agua, cuanto mayor sea el diferencial de temperatura, más rapida ira el agua, aunque creo que va a ir muy muy despacio, porque la placa no tendra mucha capacidad de calentar agua.

De todas formas, al estar el deposito en alto, la placa siempre tendra el agua más fria disponible en el circuito, garantizando asi la minima temperatura de funcionamiento, y por el contrario, el acumulador tendra siempre el agua más caliente disponible, en su zona medio-alta, claro, aunque el agua comparte bastante la temperatura, sera bastante uniforme.

Los usos.... pues no creo que la rebaja de temperatura aumente sensiblemente el rendimiento del panel, aunque creo que mejora un 1 - 2%, pero da pie a continuar investigando con el tema de reflectores solares, que aumentaban un 30% el rendimiento del panel, aunque lo ponian a tope de temperatura hasta que se podia dañar, y por eso no se lleva a la practica.... que seria un gran aumento de rendimiento!!!

Por otro lado, al poner reflectantes, aun se incrementara más el agua caliente. En principio tenia pensado disipar esa temperatura extra y ya esta, pero estoy pensando que en verano, cuando más se calentara el agua, porque en invierno dudo mucho que consiga pasar algo de la temperatura ambiente, si consigo calentar el agua hasta 35-40º, la podria usar para montar una duchita en la terraza o algo asi, y darle uso a ese agua caliente!!! jejeje.

Bueno, por ahora las dudas constructivas que sigo teniendo son 2:

1.- El aluminio, para pasar el calor del panel al agua, cuanto más fino mejor, no??? Yo entiendo que mejor cuanto más fino.

2.- El deposito trasero, mejor un unico deposito plano y que abarque la mayor parte de aluminio posible...

Problemas, a ver, el deposito tendra agua y "pesara", aparte que necesito un material que pueda pegar bien y que no me de problemas... habia pensado en usar tubos cortados por la mitad y colocarlos verticalmente por detras del panel, todos comunicados entre si, por un tubo horizontal superior por donde saldria el agua y un tubo horizontal inferior por donde entraria, y de esos dos, pues varios tubos verticales.

De ese modo, la instalacion es más limpia, con menos peso, más facil de montar, pero por contra, puede que se pierda calor por radiacion del aluminio al aire, y tb se pierde capacidad de disipacion, porque el agua no se estara llevando tan bien el calor de las zonas que no tienen contacto directo...

En el caso de que necesite más "conduccion" del calor a través del aluminio, seria mejor que la plancha fuera algo más gorda, para llevar el calor de donde no hay agua a donde sí hay agua, no??? De todas formas, eso me haría perder rendimiento de disipacion...."

Espero que disfruteis de esta "aventurilla" tanto como yo.

Saludos!

Bueno, en un alarde de capacidad grafica con el Paint, os expongo el modelo de construccion del deposito.

Muestro seccion y alzado.

Como se puede ver, el panel esta invertido, para que la placa de aluminio pueda captar el calor de las zonas al lado de las conexiones, y al calentarse, el calor ira hacia arriba, donde ya entrara en contacto con el agua.

Por simplicidad, el "deposito" va a estar fabricado de aluminio y en 4 piezas.

La plancha que hara contacto con el modulo. La cubierta trasera, que sera una pieza grande en forma de Z, con sus pliegues, para tener un pegado generoso y ahorrarnos problemas, y el mismo cierre en sus laterales, de nuevo con 2 piezas en Z, con sus respectivos pliegues para cerrar estanco.

Las aberturas para cebar el agua fria y extraer la caliente, estan puestas, segun la inclinacion del modulo, respetando la maxima verticalidad posible.

Ahi os dejo el dibujito, y en nada... manos a la obra!

Yfrog Image : yfrog.com/6gesquemaconstruccionj



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Por cierto, que no he comentado, los soportes del invento iran del marco de aluminio a las Zs de apoyo a la plancha de aluminio, asi aseguramos tanto el buen contacto de la primera plancha con el modulo, como el peso del deposito y el agua, evitando someter las juntas a cualquier otro esfuerzo que no sea soportar la presion interna del agua y asegurar un buen sellado.

Saludos!

Si lo haces con aire sale mucho mas fácil.

Hay trastos por ahí que los venden a precio de oro y no es mas que un panel de 6 o 12w, un disipador gigante y un ventilador que mete el aire caliente a la casa.

Iniciado por Photon

Si lo haces con aire sale mucho mas fácil.

Hay trastos por ahí que los venden a precio de oro y no es mas que un panel de 6 o 12w, un disipador gigante y un ventilador que mete el aire caliente a la casa.

No te entiendo bien.

Te refieres a disipar con aire?

Los disipadores por aire son mucho más economicos y sencillos, y por tanto más practicos, aunque su rendimiento es bastante menor.

Por otro lado, a parte de que el aire es mucho peor conductor termico que el agua, y que necesitas un ventilador, que ya es un consumo, mientras que la otra propuesta es coste operativo "cero", al aire caliente en verano, no se le puede dar utilidad alguna, mientras que al agua caliente sí.

Si la idea es calentar agua a base de soplarle con el aire caliente... me parece muchisimo menos eficiente.

De todas formas, si el objetivo fuera unicamente refrigerar el panel, la disipacion pasiva por aire es lo más practico, por rendimiento/coste (simplicidad); pero yo estoy montando algo mucho más completo, que es una refrigeracion mucho más eficiente con obtencion de ACS.

Como ves, me complico la vida para inventar "cosas raras", pero siendo tecnicamente posible, siempre es divertido... y si logro un buen rendimiento refrigerador, que estoy seguro que sí (lo que no tengo claro es que vaya a calentar demasiado el agua), podre volver a las andadas con los reflectores de luz.

Saludos!

hola Mblade,
yo penso que la agua se calentara y la disipacion ja no funcionara quando el agua este caliente, se tienes un circuito donde el agua se renova vas bien se no tendras el mismo problema.

Iniciado por 6volts

hola Mblade,
yo penso que la agua se calentara y la disipacion ja no funcionara quando el agua este caliente, se tienes un circuito donde el agua se renova vas bien se no tendras el mismo problema.

Esta explicado pero no dibujado.

El agua ira a un acumulador grande que estara mas elevado y por conveccion circulara el agua.

Dudo mucho que se caliente el agua del deposito grande, sino es cuestion de dimensionar adecuadamente segun la cantidad de calor que se genere. Empezare con un deposito pequeño, a ver como gana temperatura y que maximo residual alcanza, y luego ire incrementando la cantidad de litros, a ver cuanta "potencia" para calentar agua tiene.... el objetivo puede ser alcanzar 35º en el acumulador grande, por ejemplo, asi que si los sobrepasa, sera cuestion de ir poniendo un deposito de más litros y asunto resuelto.

Pero bueno, la idea es montar con la maxima eficiencia teorica, y luego a ver que nos encontramos... aun tendre que patentarlo, JAJAJA.

Saludos!

la conveccion por si sola es muy lenta y alguns sistemas usan bombas de circulacion para evitar ese problema.
"posible solucion" en la entrada de agua fria conectada a la rede de agua siempre puedes usar un temporizador de riego en la salida de agua caliente programando durante X tiempo y llevar esa agua caliente a un deposito.
se tiene problemas con la presion o no quieres por cualquer problema usar la agua de rede.
con 2 depositos iguales lo puedes apañar.
sigo pensando que no es la mejor manera con uns ventiladores potentes se poderia resolver y seria mas barato

y si usas un radiador de coche, si lo pones tal como la instalacion de un auto al pasar el aire por el radiador enfriaria el agua que luego iria a tu panel.

el radiador se enfriaria con la brisa que pasa atraves de el sin necesidad de ventilador.

Arg.....

¿¿¿pero no habeis leido que QUIERO ACUMULAR el agua caliente que genere???

Si solo quisiera disipar, es mas sencillo y economico mediante disipadores de aire.

Meter una bomba o ventilador esta completamente descartado, ya que si introducimos consumo, se fastidia todo, y ni eficiencia ni generacion de energias renovables ni nada. Tiene que ser con coste operativo CERO, excepto cuando consumamos el agua del acumulador, que se cambiara por nueva agua fria.

Lo que sale mas a cuenta siempre es no hacer nada y comprar las cosas ya inventadas, pero yo quiero probar con la experimentacion, a ver si saco resultados interesantes y luego mis experimentos se pueden introducir en instalaciones "serias" o montarse a gran escala.

Puro I+D, sin mucho sentido practico, pero con viabilidad teorica y mayor ganancia energetica, tanto por refrigeracion de modulo como generacion de ACS.

Saludos!

Creo que tu idea es hacer un PANEL TERMO-SIFON-FOTOVOLTAICO "HARZAPAYÍ".
Pretendes acumular energia electrica,(Fotovoltaica),a la misma vez,refrigerar el panel fotovoltaico,para obtener un mejor rendimiento,y aprovechar esta energia termica,acumulandola en un deposito para agua caliente sanitaria.

Pues yo que tu,esta idea no la habria puesto en internet.

Creo que alguien llega tarde:

Blog Solar de Jumanji

SITIOSOLAR - El panel solar hibrido (térmico y fotovoltaico)

Panel Solar Híbrido - Energía Fotovoltaica y fototérmica con un solo Panel

http://www.solarskin.it/il-prodotto-power.html

hey....no passa nada como has puesto refrigeracion.
yo te doy mi opnion y tu haces lo que quieras, me parese genial que se aproveche el agua caliente.

Iniciado por Ramos

Creo que tu idea es hacer un PANEL TERMO-SIFON-FOTOVOLTAICO "HARZAPAYÍ".
Pretendes acumular energia electrica,(Fotovoltaica),a la misma vez,refrigerar el panel fotovoltaico,para obtener un mejor rendimiento,y aprovechar esta energia termica,acumulandola en un deposito para agua caliente sanitaria.

Pues yo que tu,esta idea no la habria puesto en internet.

Bueno, si me lo quieren copiar, pues adelante, yo no voy a dedicarme a patentar y comercializar paneles solares fotovoltaicos-termicos.

Sobretodo cuando no tengo capacidad de fabricar paneles fotovoltaicos y el rendimiento de ACS va a ser MUY INFERIOR a cualquier panel termico de tubos de vacio.

Y el precio constructivo no sera nada despreciable. Viabilidad economica.... más bien poca. Ademas, para que realmente funcione, necesitaria una instalacion convencional de ACS, asi que tienes todos los costes pero sin los beneficios. Nadie se va a liar a montar una instalacion completa de ACS sabiendo que dificilmente se alcanzaran ni 40º utiles los días de mayor captacion, y sin hablar de captacion en invierno, claro.

En cuanto a la refrigeracion del modulo fotovoltaico, ya sabemos que salvo MPPT, no se va a notar mejora alguna.

Y cuando le digas a la gente que necesita manteniimiento y tal, pues van a decir "vaya mierda"... vamos, que dudo mucho que una persona normal, sin dedicacion y capacidad de sacrificio vaya a sacar partido de ésta.

Saludos y me alegro que almenos una persona no vea tan tonta mi idea y vea viabilidad tecnica no solo para su construccion y funcionamiento, sino hasta para su comercializacion, porque a veces se oyen unas opiniones que invitan bastante a tirar la toalla y pasar del I+D casero, mando todo a la mierda y me voy a jugar al PC tan feliz, en lugar de pensar "cosas raras".

Saludos!

Nuevos datos:

Como hoy, por fin, ha salido el sol, he hecho la medicion de temperatura.

En la parte delantera del panel, marcaba unos 30º en la parte inferior y 33º en la parte superior.

Por la parte trasera del panel, me ha sorprendido que la temperatura era unos 5º más alta, y con la misma proporcion, es decir, unos 35º en la parte inferior y sobre 38º en la parte superior.

Medido con termometro infrarrojo.

Esto con una temperatura ambiente de unos 18º y viento lijero.

Las placas de 0,125 A y 1,7 A de Intensidad Maxima estaban produciendo 2A clavados a las 15 h, ¿sobre produccion por baja temperatura?.

Voy a montar a muy pequeña escala mi proyecto y lo aplicare a una parte del panel a ver como funciona. Tambien esperare a un dia caluroso de mucho sol, como estos anteriores que hemos tenido y vuelvo a tomarle las temperaturas y rendimiento a los paneles.

Saludos!

mblade no entiendo lo de salvo mppt no se va a notar diferencia alguna

Iniciado por hotzxr

mblade no entiendo lo de salvo mppt no se va a notar diferencia alguna

La caida de rendimiento de un panel por "sobre-temperatura" es debida principalmente a caida del voltaje, asi que salvo que estes sacando partido de ese voltaje extra, no vas a apreciar rendimiento.

Ejemplo sencillo.

Panel de 170 W = 10A a 17v

Potencia util MPPT = 10A a 17v (conversion de 17 a 14v para carga) de media = 170W

Potencia util regulador = 10A a 14v (voltaje de carga) = 140W

Ese es el rendimiento del panel a 25º. Si ponemos el panel a 50º, tenemos el siguiente rendimiento:

Panel de 170W sobrecalentado = 9.8 A a 15v = 147 W - (Una caida importante de rendimiento)

MPPT = 9.8 a 15 v = 147W (cuando antes sacaba los 170W)

Reguador = 9.8 a 14v = 137,2 W (apenas hay un 2% menos de rendimiento... caida inapreciable de produccion).

¿Lo entiendes ahora?

Saludos!

wooowwww que bien 30° aqui en mi pueblo estamos a 40°c imaginense a que temperatura estara el panel jajajajjaja, no uso calentador de agua en mi casa en invierno lo maximo que baja es a 15° pero muy rara ves.

me parecio buena tu idea pero para enfriar mi panel asi me puede dar mayor rendimiento.

Iniciado por Breitling

Creo que alguien llega tarde:

Blog Solar de Jumanji

SITIOSOLAR - El panel solar hibrido (térmico y fotovoltaico)

Panel Solar Híbrido - Energía Fotovoltaica y fototérmica con un solo Panel

POWER - Solarskin

Bueno, no estoy tan loco, ni mis ideas son tan tontas, ya que a otras personas se les habia ocurrido lo mismo que a mi y parece bastante viable.

Ya tengo practicamente terminado el deposito de captacion de calor detras del panel, solo me faltara el ensamblado... posiblemente el fin de semana que viene ya lo tenga funcionando...

Hoy ha salido un dia bastante soleado, asi que medire a ver a que temperatura esta el panel y os cuento.

Saludos!

Bueno, no estoy tan loco,

jejeje.... ¿de vedad?......


Creo que alguien que le entusiasma lo que hace,siempre puede parecer algo majara.

Buenas!

La medicion de hoy, con su solecillo, delante del panel 43º y detras 47º, la temperatura ambiente no pasaba de 20º con viento ligero.... por las mediciones que hago en la plancha de aluminio, estoy seguro que bajar la temperatura, bajara muchisimo del modulo, porque tiene una capacidad para perder el calor, impresionante... me explico:

Pongo el deposito de aluminio al sol y casi alcanza 35º (refleja un monton el sol y no se calienta , pero para captar mas luz para la placa sera genial ) con 20º de temperatura ambiente, pero a poco que sopla el viento la temperatura cae a 27 -28º como si nada.... cuando cesa el viento, vuelve a coger temperatura y asi... pierde temperatura hasta el punto que estoy pensando que va a arruinar mi "captacion del calor", JAJAJA. Ya tengo previsto como forrar lijeramente el aluminio por detras con plastico autoadesivo de "forrar" para no perder tanta temperatura.

Bueno, cuando ensamble y empiece a probar con agua, pero sin circulacion al acumulador os cuento que tal... a ver si logro calentar el agua del depositillo de atras, a ver que temperatura alcanzo, contando que el deposito tendra 1 litro más o menos de capacidad.

Si no es hoy, mañana lo ensamblo al modulo solar y lo sello, y ya podre probar a ver cuanto se calienta el deposito sin agua, y por ultimo, con agua... cuando vea cuando se calienta el agua y cuanto tarda en hacerlo, entonces ya probaremos acumuladores de diferentes tamaños.

Saludos!

Con un fluido irá todo mas despacio al tener mas inercia térmica.

Iniciado por Photon

Con un fluido irá todo mas despacio al tener mas inercia térmica.

Exacto, por eso, los "picos" altos de temperatura van a desaparecer, asi que la temperatura media sera la misma, pero los picos altos y bajos (sobretodo los altos) desapareceran.

Es decir, por la noche la placa esta a 15º y por el dia, a pleno sol en su punto maximo supongamos que alcanza 50º (con ambiente de 20º, cuando el ambiente sea de 40º ya veremos a que temperatura se pone la placa ).

Suponiendo que la placa por la mañana esta a 25º y le da el sol de pleno... con el calor que le aporta, la placa tiende a 50º y como no tiene inercia termica, enseguida lo alcanza y se pone a 50º (malo).

Eso sí, si se nubla, entonces dejara de recibir calor y relativamente rapido volvera a los 25-30º.

En cambio, con el deposito de agua, cuando reciba el calor del sol, tardara muchisimo más en alcanzar los 50º, horas en lugar de minutos, y dudo muchisimo que los alcance por lo que le va a costar calentar el agua. Por el contrario, cuando se nuble, no tendra una caida tan fuerte de la temperatura, pero siempre estara en valores más bajos que sin la refrigeracion.

Por la noche, el agua perdera toda la temperatura y asi empezara un nuevo dia desde "cero", asi que, suponiendo que no incrementaramos la capacidad de disipacion, sino, unicamente la inercia termica, nuestros paneles ya lo iban a agradecer, pero si ademas refrigeramos el fluido la ganancia puede ser muy importante.

En mi caso, espero contener la disipacion del calor, ya que quiero aprovechar el agua caliente para un acumulador casero de ACS, que no se puede considerar refrigeracion, sino un aumento de la inercia descomunal, eso si, al consumir el "agua caliente" y sustituirla nuevamente por fria, sí se podria considerar refrigeracion ... asi que el I+D no para...

Saludos!

Transcribo un parrafo de unos de los enlaces dejados aqui, para compartir con vosotros lo que se puede esperar de esta "ñapa":

" Hemos tenido acceso a los resultados de una de las primeras pruebas que se realizaron con uno de los primeros prototipos. En estas pruebas se evidencia el gran rendimiento del panel solar híbrido.

Para dicha prueba se emplearon 2 paneles solares fotovoltaicos de 6 W de potencia y de unas dimensiones de 300x 220 mm. Uno de ellos se transformo para hacerlo híbrido, mientras que el otro se quedó como unidad de control.

El circuito térmico contaba con una bomba de pequeñas dimensiones y un depósito acumulador de 2 litros de agua. Todo el sistema se monitorizo con unidades de medición convenientemente testadas

Tras exponerlo al intenso sol del verano español y de realizar la prueba en repetidas ocasiones, los resultados arrojaron que el sistema había entregado un 26% más de energía eléctrica y en tan solo una hora había calentado 2 litros de agua a la temperatura de 54 grados centígrados. Pasados 90 minutos al no haber renovación de agua en el acumulador la refrigeración se detuvo, y tanto el agua del depósito como el panel alcanzaron la máxima temperatura de estancamiento 63.4 grados que era la misma que el panel de control había alcanzado desde el principio. En este momento el panel fotovoltaico del sistema híbrido entregó la misma electricidad que el normal."

Pues han puesto 2 litros a 63º .... yo con ponerlos a 35º me doy por satisfecho. La superficie de placa es algo mayor la mia, asi que a ver que conseguimos.

Saludos!

Tio ,tu novia es una santa. Que cruz...........

A ver como acaba todo esto.

Bueno, es posible que hoy termine el sellado del deposito, aunque hasta el fin de semana no hare pruebas de estanqueidad y por tanto, estara pendiente el ensamblado final.

Tambien hemos tenido varios dias frios y sin sol, asi que tampoco he podido hacer mediciones.

Por ahora, mas o menos, a pleno sol, la temperatura del panel es unos 20º superior a la temperatura ambiente, siendo la parte trasera algo mas caliente que la delantera...

A ver que datos sacamos ahora que se acerca el verano y el buen tiempo... no tengo ninguna duda a cerca de la refrigeracion, pero del ACS en cambio... tengo bastantes dudas de como va a resultar.

saludos!